Детектирование групп эквидистантных частот в спектрах геомагнитных пульсаций
Автор: Поляков А.Р.
Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika
Статья в выпуске: 4 т.4, 2018 года.
Бесплатный доступ
Представлена модифицированная версия нового метода обработки сигналов, основанного на анализе специальным образом сконструированной корреляционной функции флуктуаций амплитуды и фазы (КФАФ). Метод позволяет обнаруживать присутствие группы эквидистантных частот в спектре исходного сигнала и измерять разность двух соседних частот Δ f в такой группе. Конечным продуктом обработки является гистограмма множества значений Δ f. Исследовано влияние помех, которые могут присутствовать в составе исходного сигнала. Показано, что даже при очень высоком уровне шума, когда его составляющая в спектре полностью поглощает и маскирует спектральные пики эквидистантных частот полезного сигнала, метод КФАФ успешно справляется с проблемой детектирования этих частот. Впервые он был применен для обработки природных сигналов, в качестве которых использованы записи возмущений геомагнитного поля ультранизкочастотного (УНЧ) диапазона. На примере сравнения одной из гистограмм с традиционным спектром показано, что хаотичный спектр, который всегда было принято считать спектром шума, на самом деле имеет строго упорядоченную структуру...
Техника обработки сигналов, корреляционная функция, собственные частоты
Короткий адрес: https://sciup.org/142220308
IDR: 142220308 | УДК: 551.510.535 | DOI: 10.12737/szf-44201805
Detecting groups of equidistant frequencies in spectra of geomagnetic pulsations
This paper presents a revised version of the new signal processing method based on the analysis of a specially constructed correlation function of amplitude and phase fluctuations (APCF). This method allows us to detect the presence of a group of equidistant frequencies in the spectrum of the original signal and to measure the difference of two adjacent frequencies Δ f in such a group. The end product of the processing is a histogram of a set of Δ f. The effect of noise that may be present in the original signal has been examined. It has been shown that even with a very high level of noise when its component in the spectrum completely absorbs and masks spectral peaks of equidistant frequencies of the desired signal, the APCF method copes with the problem of detecting these frequencies. This method was first applied to processing of natural signals, for which recordings of geomagnetic field disturbances of an ultralow frequency (ULF) range were used. The comparison of one of the histograms with the traditional spectrum indicates that the chaotic spectrum, which has always been considered to be a noise spectrum, actually has a strictly ordered structure...
Список литературы Детектирование групп эквидистантных частот в спектрах геомагнитных пульсаций
- Гудзенко Л.И. Статистистический метод определения характеристик нерегулируемой автоколебательной системы//Изв. вузов. Радиофизика. 1962. Т. 5, № 3. С. 572-586.
- Гульельми А.В., Поляков А.Р. О дискретности спектра альфвеновских колебаний//Геомагнетизм и аэрономия. 1983. Т. 23, вып. 2. С. 341-343.
- Ковтюх А.С., Панасюк М.И. Радиационные пояса Земли//Плазменная гелиогеофизика/Под ред. Л.М. Зеленого, И.С. Веселовского. В 2 т. М.: Физматлит, 2008. Т. 1. С. 510-534.
- Леонович А.С., Мазур В.А. Динамика мелкомасштабных альфвеновских волн в магнитосферном резонаторе//Физика плазмы. 1987. Т. 13, вып. 7. С. 800-810.
- Леонович А.С., Мазур В.А. Линейная теория МГД-колебаний магнитосферы. М.: Физматлит, 2016. 480 с.
- Нишида А. Геомагнитный диагноз магнитосферы. М.: Мир, 1980. 302 с.
- Поляков А.Р. Новый метод обработки записей сейсмических колебаний, основанный на анализе корреляционных функций случайных флуктуаций амплитуды и фазы. Ч. 1-2 // Солнечно-земная физика. 2010. Вып. 15. С. 44-57.
- Polyakov A.R. The structure of onedimensional standing MHD waves in and at the boundary of the dayside plasmasphere//J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2014. V. 119. P. 193-202.
- Polyakov A.R. A method for detecting equidistant frequencies in the spectrum of a wideband signal//J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2017. V. 152. P. 30-40.
- URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056 (дата обращения 25 июня 2018 г.).
