автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительная система контроля интенсивности потока импульсов атмосферных радиопомех

На правах рукописи

0034573Ь

Подлесных Дмитрий Алексеевич

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОТОКА ИМПУЛЬСОВ АТМОСФЕРНЫХ РАДИОПОМЕХ

Специальность: 05.11.16 - «Информационно-измерительные и управляющие системы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕК 2008

Липецк-2008

003457357

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет»

Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор Осинин Владимир Федорович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Глинкин Евгений Иванович

кандидат технических наук Чичев Сергей Иванович

Ведущая организация Тамбовское, высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники (г. Тамбов)

Защита диссертации состоится 26 декабря 2008 года в 1230 на заседании диссертационного совета Д 212.108.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет» по адресу: 398600, г. Липецк, ул. Московская 30, административный корпус, ауд. 601.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет».

Автореферат разослан « Ь*> » ноября2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время остается нерешенной проблема воздействия грозовых разрядов на системы связи и электроэнергетики. Возникающие в результате грозовых разрядов электромагнитные импульсы могут вызывать искажения в электрических сетях, ошибочные переключения при передаче сигнала при импульсно-кодовой модуляции и в микропроцессорных системах управления. Кроме того, близкий удар молнии может привести к разрушению оборудования. Для защиты от такого рода воздействий необходимо правильно оценить возможные нарушения, для чего требуется знание мощности и количества приходящих грозовых импульсов. Однако для этого обычно используются данные, опирающиеся на среднегодовое количество ударов молний в рассматриваемой местности, что не позволяет учитывать постоянно меняющуюся грозовую активность. Кроме того, следует указать, что в литературе отсутствуют обширные сведения об интенсивности потока выбросов в ОНЧ диапазоне (очень низкочастотном - от 3 до 30 кГц), где интенсивность помех наибольшая, которые крайне важны для оценки помехоустойчивости систем специального назначения. Поэтому задача разработки и создания информационно-измерительной системы, обеспечивающей оперативный контроль количества и амплитуды приходящих грозовых радиоимпульсов в большом динамическом диапазоне, является крайне актуальной и требует глубоких экспериментальных и теоретических исследований.

Целью работы является разработка информационно-измерительной системы контроля интенсивности потока грозовых радиоимпульсов для повышения эффективности прогнозирования и оценки влияния грозовых разрядов на электро- и радиоустройства.

Идея работы состоит в использовании и развитии математических методов для описания узкополосного случайного процесса — атмосферного радиошума на основе анализа распределений вероятностей и среднего числа

выбросов огибающей напряженности поля, измеренных одновременно и в большом динамическом диапазоне, с последующим определением интенсивности потока грозовых радиоимпульсов, приходящих к антенне.

Научная новизна заключается:

- в разработке алгоритмов функционирования информационно-измерительной системы, минимизирующих ошибки измерения интенсивности поля и потока радиоимпульсов за счет использования в системе линейного детектора с большим динамическим диапазоном амплитуд порядка 80 дБ, с возможностью непосредственной калибровки, поверки и настройки системы методом замещения на базе нормального шума;

- в разработке математической модели потока грозовых радиоимпульсов, где распределение среднего числа выбросов огибающей зависит от ослабления поля радиопомех с расстоянием и от эффективной полосы пропускания информационно-измерительной системы;

- в разработке алгоритма трансформации в любую полосу приема распределения числа выбросов атмосферных радиопомех, измеренных в узкой полосе частот, отличающегося использованием параметров обобщающей эмпирической модели и разработанной в диссертационной работе модели потока грозовых радиоимпульсов;

- в разработке алгоритма представления интенсивности потока грозовых радиоимпульсов, отличающегося использованием данных по интенсивности и функции вероятностей атмосферного шума, изложенным в отчете МККР№322. .

Практическая ценность. На основании разработанных методов измерения и обработки экспериментальных данных создана информационно-измерительная система контроля интенсивности потока импульсов атмосферных радиопомех, позволяющая оценить воздействия мировых грозовых ударов на линии электропередач, компьютерные системы и радиоустройства. Предло-

женный алгоритм определения числа выбросов по данным отчета МККР№322 (Международный консультативный комитет по радиосвязи) необходим для прогнозирования потока импульсов от грозовых разрядов в труднодоступных районах, где проведение прямых экспериментальных исследований характеристик поля атмосферных шумов затруднено.

Методы и объекты исследования. В работе использован комплексный подход исследования, включающий методы математической статистики, теорию вероятностей, теорию электромагнитного поля, методы математического моделирования и инженерного эксперимента. Объектом исследования является атмосферный ОНЧ радиошум, создаваемый грозовыми разрядами, который изучается как узкополосный случайный процесс.

Достоверность результатов и выводов подтверждается представительной выборкой опытных данных, формулировкой задач исследования, исходя из всестороннего анализа свойств неустранимого импульсного случайного атмосферного радиошума; сопоставимостью результатов, установленных при теоретических исследованиях, с экспериментальными данными, представленными другими исследователями и полученными лично.

Реализация работы. На базе предложенных в работе алгоритмов функционирования информационно-измерительной системы подготовлены и внедрены лабораторные работы по изучению случайных процессов для студентов технических специальностей по курсу «Теоретические основы радиотехники» в Липецком государственном техническом университете. Разработанный метод калибровки селективных счетных устройств системы на базе нормального шума используется кафедрой «Автоматизированные системы и приборы» Тамбовского государственного технического университета для поверки и настройки измерительной техники в исследованиях экологических проблем региона. Разработанные методы контроля потока импульсов радиопомех от естественного электромагнитного поля используются при настройке приборов в ООО Инженерно-производственной фирме «АРТНЕТ».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научной конференции студентов и аспирантов ЛГТУ (Липецк 2004 г.), международной научно-технической конференции «Энергосбережение и эффективные технологии» (Липецк 2006 г.), Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы естественных наук и их преподавание» (Липецк 2006 г.), пятой Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света» (Саранск 2007 г.), кафедре «Биомедицинской техники» Тамбовского государственного технического университета (Тамбов 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 135 страниц, в том числе 112 страниц основного текста, 47 рисунков, 7 таблиц, список используемых источников из 117 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель, раскрыта научная новизна и практическая ценность, изложены основные результаты, выносимые на защиту.

В первой главе проводится анализ современного состояния проблемы влияния радиоимпульсов атмосферного поля на электро- и радиосистемы, описаны основные источники радиоимпульсов, их характеристики и свойства.

Для учета влияния постоянно изменяющейся грозовой активности на электро- и радиосистемы необходимо непрерывное (в пределах стационарности процесса) экспериментальное измерение распределения среднего числа

выбросов, функции распределения вероятностей огибающей поля атмосферного радиошума, его интенсивности в абсолютных единицах поля.

Для получения данных характеристик напряженности электрической составляющей электромагнитного поля в точке приема следует разработать методы их экспериментального определения. Для чего необходимо:

- разработать методику измерения и обработки распределения среднего числа выбросов и распределения вероятностей амплитуд огибающей;

- разработать методы поверки, калибровки и настройки предложенной информационно-измерительной системы;

- провести значительное количество измерений атмосферного радиошума с целью получения распределения среднего числа выбросов и распределения вероятностей амплитуд огибающей поля одновременно для различных интенсивностей поля;

- оценить по полученным результатам наиболее известные математические модели и выбрать наилучшую;

- построить математическую модель потока грозовых радиоимпульсов.

Для получения необходимых характеристик потока грозовых радиоимпульсов в труднодоступных районах, где проведение прямых экспериментальных исследований характеристик поля атмосферных шумов затруднено, следует дополнительно решить следующие задачи:

- на основании выбранной модели по результатам измерений найти зависимость между распределением вероятностей и распределением среднего числа выбросов атмосферного радиошума;

- разработать алгоритм представления потока грозовых радиоимпульсов, используя данные отчета МККР№322, и в частности, представленные в нем функции распределения для разных значений импульсного параметра атмосферного радиошума.

Во второй главе описана структурная схема информационно-измерительной системы для исследования грозовых радиоимпульсов, рассматривав-

тся алгоритм функционирования информационно-измерительной системы в режимах одновременного измерения распределений среднего числа выбросов и распределений вероятностей огибающей поля атмосферных радиопомех, с описанием методов калибровки и оценки достоверности показаний селективных каналов с помощью нормального шума. Учитывая случайность характера поля атмосферного радиошума - импульсы случайны по амплитуде, моментам появления и длительностям, то исследовать тонкую структуру их поля можно только статистическими методами путем одновременной регистрации на одинаковых пороговых уровнях Е0; поля огибающей Е функции распределения вероятностей Р(Е>Е0) и среднего числа положительных импульсов М(Е>Е0) в большом динамическом диапазоне. Для этих целей в работе использовалась информационно-измерительная система, представленная на рис.1.

Рис. 1. Структурно-функциональная блок-схема информационно-измерительной системы

Система состоит из четырех основных блоков. Измерительный блок включает в себя вертикальную штыревую ненастроенную антенну, переключающее реле и антенный усилитель с широкой полосой пропускания. Регистрирующий блок состоит: из узкополосного приемника с рабочим диапазоном от 2 до 150 кГц и регулируемой шириной полосы пропускания 10-3000 Гц; из низкочастотного фильтра для выделения огибающей узкополосного процесса;

из многоканального регистратора с общим динамическим диапазоном по напряжению 78 дБ. Блок калибровки и настройки содержит генератор нормального шума и коммутирующее устройство. Блоком обработки информации и управления является ЭВМ, функционирующая на базе представленных в работе алгоритмов. Черными стрелками показаны направления передачи измеренных данных в системе. Светлыми стрелками показана передача сигналов управления. Предложенная система отвечает требованиям Международного консультативного комитета по радиосвязи (МККР), что позволяет сравнивать собственные экспериментальные данные с данными отчета МККР №322. Экспериментально показано, что поле атмосферного радиошума в отличие от нормальных гауссовских шумов имеет гладкую (высокие вероятности) - при малых уровнях и импульсную компоненту (малые вероятности) -при высоких уровнях поля (рис. 2).

Рис. 2. Сравнение распределений вероятностей (а) и распределений среднего числа выбросов (б) огибающей атмосферного (сплошная линия) и нормального (пунктирная линия) шумов нормированных по среднеквадратичным значениям Еср кв и ст соответственно

При изучении атмосферного шума при высокой чувствительности (большой коэффициент усиления) все слабые импульсы регистрируются и

н(и>ху-с"

создают нормальный шум, что соответствует распределению Релея. С уменьшением чувствительности приемника устройство принимает мощные импульсы, число которых значительно меньше, чем при высокой чувствительности, что приводит к существенному отличию распределений атмосферного шума от нормального. Динамический диапазон атмосферного шума между уровнями огибающей поля, которые превышаются напряжением огибающей с вероятностями 10"6 и 0,99 в ОНЧ диапазоне составляет 80 дБ, что значительно больше динамического диапазона нормального шума, который составляет 30 дБ между этими уровнями. Учитывая, что диапазон линейности приемника составляет порядка 50 дБ, то для измерения функции среднего числа выбросов и функции распределения вероятностей атмосферного шума во всем диапазоне амплитуд использовалось двукратное измерение этих характеристик, при малой и высокой чувствительности приемника в пределах стационарности процесса с последующей их стыковкой после калибровки уровней поля (рис.2).

Описан метод поверки информационно-измерительной системы в режиме измерения среднего числа выбросов на базе нормального шума, для которого распределение среднего числа выбросов известно и описывается выражением

хт/тт тт , 8оо и0 [ и* ]

где Ы(и>11о) - среднее число превышений в единицу времени порога и0 узкополосным флуктуирующим напряжением II; сг - эффективное напряжение гауссова шума; 5оо — среднеквадратичная полоса спектра флуктуаций. В координатах у = 1§[И(и> ио)/ио]; х=и„ распределение (1) представляется

линейной функцией с угловым коэффициентом наклона (-]/2а2). Уклонение показаний счетчиков анализатора от прямой линии в этой системе координат говорит о нарушении работы информационно-измерительной системы в дан-

ном режиме. Из исследования среднего числа выбросов нормального шума на экстремум следует, что ее максимум определяется формулой = о) = 5т-ехр(-0,5), что позволяет контролировать значение эффективной (энергетической) полосы пропускания в процессе эксперимента при условии, что селективные каналы в заданном режиме работают удовлетворительно.

В третьей главе с целью разработки аналитического выражения, описывающего зависимость интенсивности потока грозовых радиоимпульсов в окрестности антенны от напряженности поля атмосферного шума, рассмотрены наиболее известные физико-статистические модели грозовых радиопомех. Для описания статистических свойств атмосферных радиопомех были проанализированы модели Холла, Накаи, Ремизова и ряда других авторов. Установлено, что наиболее простой, физически обоснованной, применимой в любой точке земного шара во всем диапазоне амплитуд и на различных длинах волн является обобщающая эмпирическая модель (ОЭМ), имеющая вид:

Р(Е>Е0) =

10/ч1 -Е'

о у

10/1,г -Е'

, 0 < Е0 < Ед;

, Е^ < Е0 < оо,

(2)

где Ц], q2, Ь, Е„ — некоторые параметры модели. Для вычисления параметров

Р . Е„

модели (2) использована система координат У - 'В" ~; х - ^ ° . В этой

* " ^сркв

системе координат гиперболически-степенная функция (2) линеаризуется и представляется в виде двух отрезков с точкой стыка М(х'; Ь) с координатами

/ ср кв

Р1 Е0/

'1-Р1

и с угловыми коэффициен-

тами Яь Ед/Есркв - значение напряженности поля, нормированное по

среднеквадратичному значению Еср кв.

В четвертой главе используется ОЭМ для описания потока грозовых радиоимпульсов. Описываются результаты измерений распределения среднего числа выбросов огибающей поля атмосферного радиошума с помощью информационно-измерительной системы. Описан алгоритм процесса определения интенсивности потока грозовых радиоимпульсов на входе антенны через распределение среднего числа выбросов огибающей на выходе приемника (рис. 3). По виду этих распределений определяется диапазон значений напряженности поля, при которых число импульсов на выходе приемных устройств М(Е>Е0) совпадает с числом приходящих грозовых импульсов на входе антенны. Установлено, что в ОНЧ диапазоне при узкополосном приеме в распределении 1"1(Е>Е0) существует максимум Ытах, значения которого определяются полосой пропускания приемного устройства и, где атмосферный шум близок к нормальному. Справа за пределами максимума, где поле отличается от нормального, число положительных выбросов огибающей совпадает с числом приходящих грозовых импульсов на входе антенны. Экспериментально установлено -в большом динамическом диапазоне амплитуд поля атмосферного радиошума распределение среднего числа выбросов распадается на два степенных закона

(3)

где С] и с2 - некоторые параметры, связанные с параметрами функции распределения вероятностей из ОЭМ (2).

начало

ввод: па| к/ <Э| к, Ш| к, /

Iрасчет N1 .к, расчет Р| расчет Е1 к

определение точек перегиба ЖЕ)

определение точек перегиба Р(Е)

определение q^lh Чк2> Ьы» Ищах, ЕМгаах

определение Чрь ЧР2» Ьр, Хстр

проверка <1Г, ч, х„

10

расчет Р(Е) в относительных единицах

расчет Ы(Е) в [относительных единицах

12

Ы(Е)

в абсолютных единицах

Р —-7

/ вывод К(Е) /

С

э

Рис. 3. Алгоритм процесса определения интенсивности потока грозовых импульсов: па, Ш - количество срабатываний к селективных счетных устройств при определении числа превышений для атмосферного шума и времени превышения для атмосферного и нормального шума соответственно; с^- полоса пропускания; N. Р, Е — число выбросов, вероятность превышения и напряженность селективных каналов соответственно; qN1, qN2, Ьц, хстм, М1ПДХ, Емт - параметры расчета распределения числа выбросов Ы(Е>Е0); Ярь Яи, Ьр, Хстр - параметры расчета распределения вероятностей Р(Е>Е0)

ЩЕ>Е„)

Рис. 4. Распределение среднего числа выбросов: точки - измеренные данные; линия - расчетные, по формуле (3)

Рис. 5. Сравнение измеренного и рассчитанных распределений среднего числа выбросов огибающей напряженности поля атмосферного радиошума для частоты приема 10 кГц и полосе пропускания 200 Гц. Точки - измеренное распределение, пунктирная линия - при = 11,6 дБ сплошная линия - рассчитанные при Уй = 6,24 дБ

В пятой главе рассмотрена возможность использования функций распределения вероятностей из отчета МККР№322 для определения потока грозовых радиоимпульсов. Для регионов земного шара, где получить напрямую сведения о потоке грозовых импульсов атмосферного радиошума затруднительно, был разработан метод расчета амплитудного распределения выбросов огибающей поля с использованием функций распределения вероятностей, представленных для всего земного шара в отчете МККР№322. Проведено сопоставление измеренного Н,зм(Е>Ео) и рассчитанного Ырас(Е>Е0) распределений среднего числа выбросов огибающей поля атмосферного радиошума. Измерения проводились в г. Липецке в декабре 2006 г. в ночное время (сеанс 00-04 ч.) на частоте 10 кГц при полосе пропускания 200 Гц. Установлено, что измеренное Н,та(Е>Ео) и рассчитанное Нрас(Е>Е0) по прогнозным функциям распределения вероятностей Р(Е>Е0), представленных в отчете МККР№322 для того же времени суток на территорию Липецка, совпадают в пределах допустимых значений

Е

импульсного параметра X, = 2(% 'р|в; минимальный уровень которого

Еср

составляет 6,24 дБ, а максимальный 11,6 дБ.

Таким образом, из сопоставления измеренных с помощью информационно-измерительной системы распределений Т^изм(Е>Ео) с рассчитанными Нрас(Е>Е0) по функциям распределений вероятностей Р(Е>Е0), представленными в отчете МККР№322, следует, что можно осуществлять контроль числа приходящих грозовых радиоимпульсов в любой точке земного шара для любого времени суток и сезона, не прибегая ни к каким дополнительным измерениям. Это необходимо для прогнозирования потока импульсов от грозовых разрядов в труднодоступных районах, где проведение прямых экспериментальных измерений характеристик поля атмосферных радиошумов с помощью информационно-измерительной системы затруднено.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная задача: разработана и создана информационно-измерительная система контроля интенсивности потока грозовых радиоимпульсов в большом динамическом диапазоне путем измерения числа и амплитуд выбросов огибающей напряженности поля атмосферного радиошума, позволяющая в реальных условиях оценивать воздействия этих радиоимпульсов на электро- и радиоустройства.

Основные результаты, представленные в материалах диссертации, позволили сформулировать следующие выводы:

1. Разработаны алгоритмы функционирования информационно-измерительной системы, минимизирующие ошибки измерения интенсивности поля и потока радиоимпульсов за счет использования в системе линейного детектора с динамическим диапазоном амплитуд порядка 80 дБ.

2. С помощью разработанной информационно-измерительной системы экспериментально определены распределения среднего числа выбросов огибающей напряженности поля атмосферного радиошума в большом динамическом диапазоне амплитуд в ОНЧ диапазоне.

3. Разработан метод поверки, настройки и калибровки селективных счетных устройств информационно-измерительной системы, основанный на измерении распределения среднего числа выбросов огибающей нормального шума.

4. Выполнен сравнительный анализ наиболее известных аналитических моделей атмосферного радиошума на предмет их соответствия реальному физическому процессу - атмосферному ОНЧ радиошуму. Найдена адекватная реальному физическому процессу обобщающая эмпирическая модель.

5. Разработана математическая модель для аналитического представления потока грозовых радиоимпульсов на входе антенны, позволяющая трансформировать в любую полосу приема распределения числа выбросов

атмосферного радиошума, измеренные в узкой полосе частот.

6. Разработанный алгоритм определения распределения среднего числа выбросов по известному распределению вероятностей огибающей поля атмосферных радиопомех, позволяет по интенсивности и функции распределения вероятностей из отчета МККР№322 рассчитать характеристики потока импульсов грозовых разрядов в труднодоступных районах, где проведение прямых экспериментальных исследований характеристик поля атмосферных шумов затруднено.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Осинин, В.Ф. О распределении положительных выбросов огибающей естественных ОНЧ - радиошумов в Липецке / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин, В.Н. Малыш, Д.А. Подлесных // Актуальные проблемы естественных наук и их преподавание. Роль естественных наук в инновационном развитии региона - Липецк: ЛГПУ, 2007. - С. 77-80.

2. Подлесных, Д.А. Исследование средней частоты выбросов атмосферных ОНЧ - радиопомех / Д.А. Подлесных, В.Ф. Осинин // Актуальные проблемы естественных наук и их преподавание. Материалы Всероссийской научной конференции, Липецк, 30 ноября - 1 декабря 2006 г.- Липецк: ЛГПУ, 2007.- С. 54-60.

3. Осинин, В.Ф. О свойствах средней длительности выбросов огибающей поля атмосферного радиошума / В.Ф. Осинин, Д.А. Подлесных II Актуальные проблемы естественных наук и их преподавание. Материалы Всероссийской научной конференции, Липецк, 30 ноября - 1 декабря 2006г.-Липецк: ЛГПУ, 2007 - С. 61-66.

4. Осинин, В.Ф. Метод преобразования графического семейства функций распределения атмосферного радиошума в аналитическое с использованием обобщающей эмпирической модели / В.Ф. Осинин, И.В.Осинин, Д.А. Подлесных // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - Москва, №10, 2008. - С. 20-22.

5. Исследование амплитудных распределений вероятностей, среднего числа и средней длительности выбросов атмосферных ОНЧ - радиошумов в Центральном Черноземье / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин, Д.А. Подлесных, И.В. Торопчин // Информационные технологии в процессе подготовки современного специалиста: Межвузовский сборник. — Липецк: ЛГПУ. - 2007. ВыпЛО.-С. 53-57.

6. О воздействии импульсных естественных радиополей на системы передачи и защиты информации / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин, Д.А. Подлесных, С.И. Шарапов // Материалы V Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света»,- Саранск. -2007.- СЗЗ.

7. О возможности определения расстояния до очагов грозовой активности / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин, Д.А. Подлесных, С.И. Шарапов // Сборник докладов международной научно-технической конференции «Энергосбережение и эффективные технологии», 18-20 окт. ч.1. - Липецк, 2006. с.150-152.

8. Методика и некоторые результаты исследований статистических свойств ОНЧ - радиополей в Центральном Черноземье / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин, Д.А. Подлесных, С.И. Шарапов // Информационные технологии в процессе подготовки современного специалиста: Межвузовский сборник. - Липецк: ГОУ ВПО «ЛГПУ». - 2006. Вып. 9. - том 2. - С. 46-54.

9.0 возможности применения амплитудного распределения вероятностей огибающей атмосферных радиопомех к описанию распределения среднего числа выбросов // В.Ф. Осинин, И.В. Осинин, Д.А. Подлесных, С.И. Шарапов, A.A. Демидова // Вести высших учебных заведений Черноземья. - Липецк. ЛГТУ. №1. 2007. - С. 63-68.

10. Осинин, В.Ф. Описание распределения среднего числа выбросов атмосферных радиопомех с использованием отчета МККР№322 / В.Ф. Осинин, И.В.Осинин, Д.А. Подлесных // Вести высших учебных заведений Черноземья. - Липецк. ЛГТУ. №2.2007. - С. 79- 82.

11.0 представлении статистических свойств естественных радиошумов пуассоновским процессом / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин, Д.А. Подлесных, С.И. Шарапов // Вести высших учебных заведений Черноземья. - Липецк. ЛГТУ. №4. 2006. - С. 50-52.

12. Подлесных, Д.А. О влиянии естественных электромагнитных полей Земли на достоверность геофизических методов поиска и разведки полезных ископаемых // Бурение и Нефть №6. 2008. Москва. - С. 12-14.

Личный вклад автора в работах, написанных в соавторстве, заключается в следующем: в [1, 5] проведены экспериментальные исследования атмосферного радиошума в городе Липецке; в [2, 9, 10] предложено использовать данные отчета МККР№322 для определения среднего числа выбросов атмосферного шума; в [3] проведены исследования одновременно измеренных распределений вероятностей и среднего числа выбросов атмосферного шума; в [4] рассмотрен алгоритм описания графического распределения вероятностей аналитическим выражением; в [6] показано воздействие грозовых радиоимпульсов на системы передачи информации; в [7] проведен анализ возможности определения расстояния до зоны грозовой активности по параметрам ОЭМ; в [8] предложены методы калибровки и настройки информационно-измерительной системы на базе нормального шума; в [11] рассматривается некоторые известные модели, построенные на основании рассмотрения атмосферного радиошума, как пуассоновского процесса.

Работы [4, 12] опубликованы в изданиях, соответствующих перечню ВАК РФ.

Подписано в печать 18.11.08. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Печ.л. 1,2. Тираж 120 экз. Заказ № 905. Липецкий государственный технический университет

398600 Липецк, ул. Московская, 30. Типография ЛГТУ. 398600 Липецк, ул. Московская, 30.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ГРОЗОВЫЕ РАДИОИМПУЛЬСЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭЛЕКТРО- И РАДИОСИСТЕМЫ

1.1 Свойства импульсов атмосферных радиопомех и их источники.

1.2 Задачи исследования.

2 ОБОСНОВАНИЕ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОТОКА ИМПУЛЬСОВ АТМОСФЕРНЫХ РАДИОПОМЕХ

2.1 Принципы построения информационно-измерительной системы.

2.2 Распределение среднего числа выбросов напряжения огибающей нормального шума.

2.3 Расчет числовых характеристик огибающей поля атмосферных радиопомех.

2.4 Оценка достоверности показаний селективных пороговых каналов анализатора информационно-измерительной системы.

ВЫВОДЫ.

3 ВЫБОР МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПИСАНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АТМОСФЕРНЫХ РАДИОПОМЕХ

3.1 Обзор существующих моделей атмосферных радиопомех.

3.2 Модель Молчанова.

3.3 Модель Накаи.

3.4 Обобщенная t - модель.

3.5 Модель Джордано.

3.6 Модель Ремизова.

3.7 Обобщающая эмпирическая модель.

ВЫВОДЫ.

4 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОТОКА ГРОЗОВЫХ РАДИОИМПУЛЬСОВ

4.1 Исследование возможности описания распределения среднего числа выбросов огибающей поля атмосферных радиопомех через распределение вероятностей.

4.2 Определение аналитической зависимости между распределениями вероятностей и числа выбросов поля атмосферных радиопомех.

4.3 Определение положения максимума распределения среднего числа выбросов(огибающей поля атмосферных радиопомех.

4.4 Сравнение распределений вероятности и среднего числа выбросов огибающей нормального шума.

4.5 Расчет распределения среднего числа выбросов огибающей поля атмосферных радиопомех.

4.6 Пересчет из полосы в полосу распределения вероятности амплитуд огибающей нормального шума

4.7 Пересчет из полосы в полосу распределения среднего числа выбросов огибающей поля атмосферных радиопомех.

ВЫВОДЫ

5 СРАВНЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ИЗМЕРЕННОГО И ПРОГНОЗИРУЕМОГО ПОТОКОВ ГРОЗОВЫХ РАДИОИМПУЛЬСОВ

5.1 О возможности определения потока выбросов атмосферных радиопомех с помощью отчета МККР №

5.2 Метод преобразования графического семейства распределений вероятности отчета МККР №322 в аналитическое.

5.3 Алгоритм определения потока грозовых радиоимпульсов по данным отчета МККР№322 .'.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы. В настоящее время остается нерешенной проблема воздействия грозовых разрядов на системы связи и электроэнергетики. Возникающие в результате грозовых разрядов электромагнитные импульсы могут вызывать искажения в электрических сетях, ошибочные переключения при передаче сигнала при импульсно-кодовой модуляции и в микропроцессорных системах управления. Кроме того, близкий удар молнии может привести к разрушению оборудования. Для защиты от такого рода воздействий необходимо правильно оценить возможные нарушения, для чего требуется знание мощности и количества приходящих грозовых импульсов. Однако для этого обычно используются данные, опирающиеся на среднегодовое количество ударов молний в рассматриваемой местности, что не позволяет учитывать постоянно меняющуюся грозовую активность. Кроме того, следует указать, что в литературе отсутствуют обширные сведения об интенсивности потока выбросов в- ОНЧ диапазоне (очень низкочастотном — от 3 до 30 кГц), где интенсивность помех наибольшая, которые крайне важны для оценки помехоустойчивости систем специального назначения. Поэтому задача разработки и создания, информационно-измерительной системы, обеспечивающей оперативный контроль количества и амплитуды приходящих грозовых радиоимпульсов в большом динамическом диапазоне, является крайне актуальной и требует глубоких экспериментальных и теоретических исследований.

Целью работы является разработка информационно-измерительной системы контроля интенсивности потока грозовых радиоимпульсов для повышения эффективности прогнозирования и оценки влияния грозовых разрядов на электро- и радиоустройства.

Идея работы состоит в использовании и развитии математических методов для описания узкополосного случайного процесса — атмосферного радиошума на основе анализа распределений вероятностей и среднего числа выбросов огибающей напряженности поля, измеренных одновременно и в большом динамическом диапазоне, с последующим определением интенсивности потока грозовых радиоимпульсов, приходящих к антенне.

Научная новизна заключается: в разработке алгоритмов функционирования информационно-измерительной системы, минимизирующих погрешности измерения интенсивности поля и потока радиоимпульсов за счет использования в системе линейного детектора с большим динамическим диапазоном амплитуд порядка 80 дБ, с возможностью непосредственной калибровки, поверки и настройки системы методом замещения на базе нормального шума; в разработке математической модели потока грозовых радиоимпульсов, где распределение среднего числа выбросов огибающей зависит от ослабления поля радиопомех с расстоянием и от эффективной полосы пропускания, информационно-измерительной системы; в разработке алгоритма трансформации в любую полосу приема распределения числа выбросов атмосферных радиопомех, измеренных в узкой полосе частот, отличающегося использованием параметров-обобщающей эмпирической модели и разработанной в диссертационной работе модели потока грозовых радиоимпульсов; в разработке алгоритма представления интенсивности потока грозовых радиоимпульсов, отличающегося использованием данных по интенсивности и функции вероятностей атмосферного шума, изложенным в отчете МККР №322.

Практическая ценность. На основании разработанных методов измерения и обработки экспериментальных данных создана информационно-измерительная система контроля интенсивности потока импульсов атмосферных радиопомех, позволяющая оценить воздействия мировых грозовых ударов на линии электропередач, компьютерные системы и радиоустройства. Предложенный алгоритм определения числа выбросов по данным отчета МККР№322 (Международный консультативный комитет по радиосвязи) необходим для прогнозирования потока импульсов от грозовых разрядов в труднодоступных районах, где проведение прямых экспериментальных исследований характеристик поля атмосферных шумов затруднено.

Методы и объекты исследования. В работе использован комплексный подход исследования, включающий методы математической статистики, теорию вероятностей, теорию электромагнитного поля, методы математического моделирования и инженерного эксперимента. Объектом исследования является атмосферный ОНЧ радиошум, создаваемый грозовыми разрядами, который изучается как узкополосный случайный процесс.

Достоверность результатов и выводов подтверждается представительной выборкой опытных данных, формулировкой задач исследования, исходя из всестороннего анализа свойств неустранимого импульсного случайного атмосферного радиошума; сопоставимостью результатов, установленных при теоретических исследованиях, с экспериментальными данными, представленными другими исследователями и полученными лично.

Реализация работы. На базе предложенных в работе алгоритмов функционирования информационно-измерительной системы подготовлены и внедрены лабораторные работы по изучению случайных процессов для студентов технических специальностей по курсу «Теоретические основы радиотехники» в Липецком государственном техническом университете. Разработанный метод калибровки селективных счетных устройств системы на базе нормального шума используется кафедрой «Автоматизированные системы и приборы» Тамбовского государственного технического университета для поверки и настройки измерительной техники в исследованиях экологических проблем региона. Разработанные методы контроля потока импульсов радиопомех от естественного электромагнитного поля используются при настройке приборов в ООО Инженерно-производственной фирме «АРТНЕТ».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научной конференции студентов и аспирантов ЛГТУ (Липецк 2004 г.), международной научно-технической конференции «Энергосбережение и эффективные технологии» (Липецк 2006 г.), Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы естественных наук и их преподавание» (Липецк 2006 г.), пятой Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света» (Саранск 2007 г.), кафедре «Биомедицинской техники» Тамбовского государственного технического университета (Тамбов 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 135 страниц, в том числе 112 страниц основного текста, 47 рисунков, 7 таблиц, список используемых источников из 117 наименований.

Основные результаты, представленные в материалах диссертации, позволили сформулировать следующие выводы:

1. Разработаны алгоритмы функционирования информационно-измерительной системы, минимизирующие погрешности измерения интенсивности поля и потока радиоимпульсов за счет использования в системе линейного детектора с динамическим диапазоном амплитуд порядка 80 дБ.

2. С помощью разработанной информационно-измерительной системы экспериментально определены распределения среднего числа выбросов огибающей напряженности поля атмосферного радиошума в большом динамическом диапазоне амплитуд в ОНЧ диапазоне.

3. Разработан метод поверки, настройки и калибровки селективных счетных устройств информационно-измерительной системы, основанный на измерении распределения среднего числа выбросов огибающей нормального шума.

4. Выполнен сравнительный анализ наиболее известных аналитических моделей атмосферного радиошума на предмет их соответствия реальному физическому процессу - атмосферному ОНЧ радиошуму. Найдена адекватная реальному физическому процессу обобщающая эмпирическая модель.

5. Разработана математическая модель для аналитического представления потока грозовых радиоимпульсов на входе антенны, позволяющая трансформировать в любую полосу приема распределения числа выбросов атмосферного радиошума, измеренные в узкой полосе частот.

6. Разработанный алгоритм определения распределения среднего числа выбросов по известному распределению вероятностей огибающей поля атмосферных радиопомех, позволяет по интенсивности и функции распределения вероятностей из отчета МККР №322 рассчитать характеристики потока импульсов грозовых разрядов в труднодоступных районах, где проведение прямых экспериментальных исследований характеристик поля атмосферных шумов затруднено.

Полученные результаты могут быть использованы:

- в задачах контроля качества функционирования радиоустройств при атмосферных помехах;

- для защиты микропроцессорных систем от случайных импульсных воздействий в моменты грозовых разрядов;

- при оценке влияния грозовых радиоимпульсов на качество электроэнергии;

- при прогнозной оценке ударов молний в высоковольтные линии электропередач;

- при поиске полезных ископаемых методами электромагнитного профилирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная задача: разработана и создана информационно-измерительная система контроля интенсивности потока грозовых радиоимпульсов в большом динамическом диапазоне путем измерения числа и амплитуд выбросов огибающей напряженности поля атмосферного радиошума, позволяющая в реальных условиях оценивать воздействия этих радиоимпульсов на электро- и радиоустройства.

1. Баскаков, С.И. Радиотехнические цепи и сигналы Текст. / С.И. Баскаков — М.: Издательство «Высшая школа», 2000. С. 172 - 187.

2. Безродный, В.Г. Дистанционная радиодиагностика из антарктики природных и техногенных источников излучения в СНЧ-диапазоне волн Текст. /

3. B.Г. Безродный, О.В. Буданов и др.// Труды VII Сессии молодых ученых. Секция «Дистанционное зондирование», БШФФ. 2004. С. 111-113.

4. Бунимович, В.Н. Флюктуционные процессы в радиоприемных устройствах Текст. / В.Н. Бунимович. — М.: Сов. радио. 1951. 360 с.

5. Вершинин Е.Ф. Низкочастотные шумовые излучения внешней ионосферы и магнитосферы : автореф. дис. на соискание степени доктора физ.-мат. наук (01.04.12) / Вершинин Евгений Федорович; Иркутский, гос. ун-т. им. А.А. Жданова Иркутск, 1983. - 28 с.

6. Городецкий, Г.Б. Обнаружение некогерентных электромагнитных сигналов в диапазоне Текст. / Г.Б. Городецкий // Труды Братского государственного технического университета. Т.1 — Братск. 2004. С.57 — 61.

7. Городецкий, Г.Б. Обнаружение электромагнитных сигналов в диапазоне ОНЧ при многоканальной регистрации Текст. / Г.Б. Городецкий // Труды Братского государственного технического университета. Т. 1 — Братск. 2004.1. C.52 57.

8. Дембелов, М.Г. Моделирование условий распространения ДВ-СВ радиоволн в гористо-лесистой местности Текст./ М.Г. Дембелов, Ю.Б. Башкуев // Всероссийская научная конференция «Распространение радиоволн». Нижний Новгород. 2002. - С. 58 - 59.

9. Добряк, Д.С. Об одном способе построения модели атмосферных радиопомех / Д.С. Добряк // Радиотехника и электроника. 1980, т. 25, №3, С.522-528.

10. Исследование резонансных явлений в связанных контурах / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин, С.И. Шарапов, Д.А. Подлесных // Методические указания к лабораторной работе №1 по курсу «Теоретические основы радиотехники»,— Липецк: ЛГТУ,2007. 12 с.

11. Кабанов, В.В. Модель амплитудных распределений вероятностей атмосферного радиошума Текст. /В.В. Кабанов // Радиотехника и электроника. 1987. Т.32. №8. - С. 1603-1610.

12. Караштин, А.Н. Коротковолновое радиоизлучение молнии Текст. / А.Н. Караштин, Ю.В. Шлюгаев, А.В. Гуревич // Известия вузов. Радиофизика. Том XLVIII, №9. 2005. С.800 - 809.

13. Колмогоров, А.Н. Интерполяция и экстраполяция стационарных случайных последовательностей Текст. / А.Н. Колмогоров // Изв. АН СССР. Серия математич.- 1941. Т.5. №1.-С. 3-14.

14. Котельников, В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости Текст. / В.А. Котельников. — М.: Госэнергоиздат. 1956. — 152 с.

15. Ксенофонтов, С.Н. Направляющие системы электросвязи. Сборник задач. Учебное пособие для вузов. Текст. / С.Н. Ксенофонтов, Э.Л. Портнов. -М.: Горячая линия Телеком, 2004. — С.220 - 231.

16. Лихтер, Я.И. Метод определения функции распределения атмосферных ра-диопомехТекст. / Я.И. Лихтер // Тр. НИЗМИР. 1956. Вып. 13. С. 31-46.

17. Лихтер, Я.И., Некоторые результаты исследований интенсивности атмосферных радио помех в Москве Текст./ Я.И. Лихтер, Г.И. Терина //В кн.: Исследование ионосферы. М.: Издательство АН СССР. 1960. - С.90-96.

18. Лихтер, Я.И. О некоторых особенностях функции распределения напряженности поля атмосферных радиопомех Текст. / Я.И. Лихтер // Тр. НИЗМИР. 1956. Вып. 13. - С. 63-76.

19. Махоткин, Л.Г. Оценка параметров амплитудного распределения атмосфе-риков, генерируемых изолированным источником Текст. / Л.Г. Махоткин // Геомагнетизм и аэрономия. — 1964. Т.4. №1. С. 200-202.

20. Махоткин, Л.Г. Статистика атмосферных радиопомех Текст. / Л.Г. Махоткин // Геомагнетизм и аэрономия. — 1963. Т.З. №2. — С. 284-293.

21. Махоткин, Л.Г. Статистические характеристики амплитуд атмосфериков Текст. / Л.Г. Махоткин // Тр. ГГО. 1965. Вып.177. - С. 142-149.

22. Миддлтон, Д. Введение в статистическую теорию связи Текст. / Д. Миддлтон. М.: Сов.радио. 1961. Т. 1. - 782 с.

23. Мидцлтон, Д. Введение в статистическую теорию связи Текст. / Д. Миддлтон. М.: Сов.радио. 1962. Т.2. - 832 с.

24. Молчанов, О.А. Амплитудное распределение огибающей импульсного сигнала на выходе узкополосной системы Текст. / О.А. Молчанов // Геомагнетизм и аэрономия. 1965. Т.5. №5. - С. 955-960.

25. Осинин, В.Ф. Амплитудное распределение вероятностей атмосферных радиопомех Текст. / В.Ф. Осинин // В кн: Геофизические явления верхней атмосферы и земной коры. (Тр.СВКНИИ ДВНЦ АН СССР, вып.47) Магадан. 1973.-С. 45-59.

26. Осинин, В.Ф. Контроль качества функционирования радиоустройств при атмосферных помехах Текст. / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2007. №2. — С. 54-55.

27. Осинин, В.Ф. Описание распределения среднего числа выбросов атмосферных радиопомех с использованием отчета МККР №322 / В.Ф. Осинин, И.В.Осинин, Д.А. Подлесных // Вести высших учебных заведений Черноземья. Липецк. ЛГТУ. №2. 2007. - С. 79- 82.

28. Осинин, В.Ф. Преобразование распределения вероятностей амплитуд огибающей атмосферного радиошума из одной полосы пропускания в другую с использованием эмпирической модели Текст. / В.Ф. Осинин // Радиотехника и электроника. 1982. Т.27. №4. - С. 833-836.

29. Осинин, В.Ф. Радиошумы естественных источников на востоке СССР / В.Ф. Осинин -М.: Наука, 1982. 162 с.

30. Осинин И.В. О возможности описания статистических свойств естественных ОНЧ радиошумов моделью Холла / И.В.Осинин // Тезисы трудов IX Всесоюзной конференции по ОНЧ - излучениям. - Москва: ИЗМИР АН, 1991.-С. 38.

31. Осинин, И.В. О методе определения функции распределения атмосферных помех Текст. / И.В. Осинин // Информационные технологии в процессе подготовки современного специалиста: Межвузовский сборник. — Липецк: ГОУ ВПО «ЛГПУ». 2005. Вып.8. - С. 116-122.

32. Осинин, В.Ф. Модельное представления ОНЧ радиошумов Текст. / В.Ф. Осинин, И.В. Осинин // Тезисы научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава. - Петропавловск-Камчатский, ПКВМУ. 1995.-С. 43.

33. Подлесных, Д.А. О влиянии естественных электромагнитных полей Земли на достоверность геофизических методов поиска и разведки полезных ископаемых / Д.А. Подлесных // Бурение и Нефть №6. 2008. Москва. С. 12-14.

34. Ремизов, Л.Т. Вариации параметров распределения интенсивности выбросов естественных случайных полей в диапазонах СДВ и СНЧ Текст. / Л.Т. Ремизов, Д. Бердиянс, А.Н. Королев // Радиотехника и электроника. — 1974. Т.19. №5.-С. 1009-1017.

35. Ремизов, Л.Т. Взаимосвязь интенсивностей флуктуационной и импульсной составляющих атмосферных помех в диапазоне ОНЧ. / Л.Т. Ремизов // Радиотехника и электроника. — 1980. Т.25. № 7, С. 1414-1419.

36. Ремизов, Л.Т. Естественные радиопомехи / Л.Т. Ремизов. М-.: Наука, 1985. - 196 с.

37. Ремизов, Л.Т. Распределение вероятностей интенсивности выбросов атмосферных помех в СДВ и СНЧ Текст. / Л.Т. Ремизов // Доклады АН СССР. — 1972. Т.20. №6. С. 1308-1311.

38. Рубцов, В.Д. Выбросы огибающей атмосферного шума Текст. / В.Д. Рубцов // Радиотехника и электроника. 1977. Т.22. №1. - С. 64-72.

39. Рубцов, В.Д. Распределение мгновенных значений атмосферного шума при узкополосном приеме Текст. / В.Д. Рубцов // Радиотехника и электроника. — 1975. Т.20. №10.-С. 2190-2192.

40. Рубцов, В.Д. Распределение огибающей смеси атмосферного шума и узкополосного сигнала Текст. / В.Д. Рубцов // Радиотехника и электроника. -1976. Т.21. №3. С. 628-630.

41. Сейдж, Э. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении Текст. / Э. Сейдж, Дж. Меле. М.: Сов. радио. 1976. - 496 с.

42. Сибикин, Ю.Д. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. 6-е изд. исп. и доп. — М.: Высшая школа, 2005. - Защита от атмосферных перенапряжений. - С. 138-139.

43. Система повышения надежности и живучести ЕЭС России / Под ред.

44. A.Ф. Дьякова. М.: Изд-во МЭИ, 1996. - Причины и последствия коротких замыканий. - 11с.

45. Средняя длительность выбросов огибающей атмосферного радиошума /

46. B.Ф. Осинин, И.В. Осинин, С.И. Шарапов Д.А. Подлесных // Актуальные проблемы естественных наук и их преподавание. Роль естественных наук инновационном развитии региона. — Липецк: ЛГПУ, 2007.- С.85-87.

47. Тихонов, В.И. Марковские процессы Текст. / В.И. Тихонов, М.А. Миронов. -М.: Сов.радио. 1977. 488 с.

48. Тихонов, В.И. Статистическая радиотехника Текст. / В.И. Тихонов. М.: Сов.радио. 1966. - 476 с.

49. Тучков, Л.Т. Естественные шумовые излучения в радиоканалах Текст. / Л.Т. Тучков. М.: Сов. радио. 1973.- 170 с.

50. Шпиганович, А.Н. Зависимость частоты отказов воздушных линий от атмосферных перенапряжений / А.Н. Шпиганович, К.Д. Захаров // Вести высших учебных заведений Черноземья. №2, 2006. - С.26-27.

51. Шпиганович, А.Н. О статистических свойствах естественного атмосферного ОНЧ радиошума в Центральном Черноземье Текст. / А.Н. Шпиганович, И.В. Осинин // Вести высших учебных заведений Черноземья. — Липецк. ЛГТУ. №2. 2006. - С. 45- 49.

52. Шпиганович, А.Н. Оперативный метод контроля качества функционирования радиосистемы в присутствии атмосферных помех Текст. / А.Н. Шпиганович, И.В. Осинин // Вести высших учебных заведений Черноземья Липецк. ЛГТУ. №1. 2006. - С. 87-94.

53. Beckman, P. The amplitude probability distribution of atmospheric radio noise Text. / P. Beckman // Institute of radio eng. And electronics Czechoslovak Academy of Sciences. 1962. No. 26.

54. Bianchi, C. Natural and man-made terrestrial electromagnetic noise: an outlook. Text./ Cesidio Bianchi and Antonio Meloni // Annals of Geophysics, VOL. 50, №. 3, June 2007. P.435 - 445.

55. CC1R 322-2: Characteristics and its Applications of Atmospheric Radio Noise Data Text.: International Radio Consultative Committee. Geneva. 1983- 68 p.

56. Chang, G.S. Impact of lightning beams on a very high tower. / Gen-Shih Chang // Six international Wroclaw symposium on electromagnetic compatibility EMC-82 part 2, p. 467-473.

57. Crichlow, W.Q. Amplitude-probability distributions for atmospheric radio noise Text. / W.Q. Crichlow, A.D. Spaulding , C.J. Roubique, R.T. Disney // Nat. Bur. Stand. Monogr. 1960. №4. - 140 p.

58. Cummer, S.A. Lightning and ionospheric remote sensing using VLF/ELF radio atmospherics / S.A. Cummer // A dissertation for the degree of doctor of philosophy. Stanford University. 1997 137 p.

59. Detection efficiency of the VLF World-Wide Lighting Location Network (WWLLN): initial case study / C.J. Rodger, S. Wernen, J.B. Brundell, E.H. Lay, N.R. Thomson, R.H. Holzworth, and R.L. Dowden // Annales Geophysicae, 24, 2006-P. 3197-3214.

60. Foldes, G. The lognormal distribution and its application to atmospheric studies Text. / G. Foldes // In: Statistical methods in radio wave propagation. Oxford etc: Pergamonpress. 1960. - P. 227-232.

61. Fulton, F.F. Effect of receiver bandwidth on the amplitude distribution of VLF atmospheric noise Text. / F.F. Fulton // J. Res. Nat. Bur. Stand. 1961. Vol. 65D. N3.-P. 299-304.

62. Furutsu, K. On the theory of amplitude distribution of impulsive randoms noise Text. / K. Furutsu, T. Ishida // J. Appl. Phys. 1962, July. Vol.32. N7. - P. 12061221.

63. Galejs, G. Amplitude distribution of radio noise at ELF and VLF Text. / G. Galejs // J. Geophys. Res. 1966. Vol.71. №1. - P. 201-216.

64. Galejs, G. ELF and VLF waves below an inhomogeneous anisotropic ionosphere Text. / G. Galejs // J. Res. Nat. Bur. Stand. 1964. Vol. 68D(6). - P. 693-707.

65. Galejs, G. On the terrestrial propagation of ELF and VLF waves in the presence of a radial magnetic field Text. / G. Galejs // J. Res. Nat. Bur. Stand. -1965. Vol. 69D(5). P. 705-720.

66. Gupta, S.N. Atmospheric radio noise Text. / S.N. Gupta // IEEE EMC conf. 1971. Siera-Vista, Arisona. - P. 177-182.

67. Giordano, A. A. Modeling of atmospheric noise Text. / A.A. Giordano, F. Haber // Radio Science. 1972. Vol.7. No. 11. - P. 1011-1023.

68. Hall, H.N. A new model for "impulsive" phenomena: Application to atmospheric noise communication channels Text. / H.N. Hall // Tech. Rep. №3412-8 and 7050.- Stanford (Cal). 1966. 164 p.

69. Hammond, R.E. A Short History of Navy VLF Solid-State Transmitter Development. Technical Document 3122. Text. San Diego. 2001. — P. 11.

70. Horner, F. An investigation of atmospheric radio noise at very low frequencies Text. /F. Horner, J. Harwood//Proc.IEE. 1956. Vol.l03B. N12. - P. 743-751.

71. Kanda, M. Time and amplitude statistics for electromagnetic noise in mines. Text. / Motohisa Kanda // National Bureau of Standards Department of Commerce. Washington. Report NBSIR 74-378 1974.- 54 p.

72. Koga, H. Lightning surge waves induced on overhead lines / H. Koga, T. Motomitsu, M. Taguchi // The transaction of the JECE of Japan, vol. E 62, №4, 1979, p. 216-223.

73. Lee, B. Noise Assessment and Mitigation for Loran for Aviation Text. / Lee Boyce, Sherman Lo, J.D. Powell, Per K. Enge / Department of Aeronautics and Astronautics, Stanford University. 2005. 7 p.

74. Lee, B. A Time Domain Atmospheric Noise Level Analysis Text. / C.O. Lee Boyce Jr., J. David Powell, Per K. Enge, Sherman C. Lo. / Department of Aeronautics and Astronautics, Stanford University. 2004. 6 p.

75. Lemmon, J.J. Wideband model of HF atmospheric radio noise Text. / J.J. Lemmon // Radio Science, Vol. 36, № 6, November-December 2001. P. 1385 -1391.

76. Middleton, D. Statistical-Physical Models of electromagnetic Interference. Text. / D. Middleton // IEEE Trans. Electromagnetic Compatibility, 1977, vol. EMC 19, №3, P. 106- 127.

77. Nakai, T. The amplitude probability distribution of the atmospheric noise Text. / T. Nakai // Proc. Res. Inst. Atmosph. Nagoya Univ. 1966. Vol.13. - P. 23-40.

78. Nakai, T. Calculated statistical characteristics of atmospheric radio noise Text. / T. Nakai //Proc. Res. Inst. Atmosph. Nagoya Univ. 1963. Vol.10. - P. 13-24.

79. Nakai, T. Requirement on instrumentation for the statistical measurement of man-made noise Text. / T. Nakai // First International Wroclaw Symposium on Electromagnetic Compatibility, September 17-19, 1980. Wroclaw, Poland. -P. 133-141.

80. Obayashi, T. Measurement frequency spectra of VLF atmospherics Text. / T. Obayashi // J.Res. Nat. Bur. Stand. 1960. Jan.-Febr. Vol. 64D(2). - P. 41-48.

81. Omura, J.K. Modern performance in VLF atmospheric noise Text./ J.K. Omura, P.D. Shaft // IEEE Trans. Technol. 1971. Vol.19. - P. 659668.

82. Sellami, L. Introduction to Communications and Networking. Supplementary Notes Text. / Revised By Asct. Prof. L. Sellami and CDR J. Welter // US Naval Academy. Electrical Engineering Department. 2007. — P.49 58.

83. Sowa, A. Numerical calculation of lightning voltages induced within transmission cables / A. Sowa // International Wroclaw symposium on electromagnetic compatibility, EMC-82, p. 485 493.

84. Spaulding, A.D. Conversion of the amplitude-probability distribution function for atmospheric radio noise from one bandwidth to another Text. / A.D. Spaulding, C.J. Roubique, W.C. Crichlow // Nat. Bur. Stand. 1962. vol.66 D. N6.-P. 713-721.

85. Tobias, J.M. Lightning Protection System Design. Applications for Tactical Communications Systems. Text. / J.M. Tobias // CECOM Safety Office. 1993.- 32p.

86. Watt, A.D. Characteristics of atmospheric noise from 1 to 100 kc. / A.D. Watt, E.L. Maxwell / Proc. JRE, 1957, vol. 15, P. 787 793.

87. Watt, A.D. Report 3586 Text. / A.D. Watt, E.L. Maxwell // Nat. Bur. Stand. U.S. 1956.-64 p.

88. Williams, J.C. Thunderstorms and VLF radio noise Text. / J.C. Williams // Ph.D. thesis. Harvard university. Harvard. 1959. - 120 p.

89. World distribution and characteristics of atmospheric radio noise Text.: 10th Plenary Assembly, Int. Telecommun. Union. Int. Rad. Consult. Comm. Geneva.- 1964. Report 322.- 62 p.