Система DPS-4, состоящая из дигизонда и четырех приемных антенн, отличается от своих предшествующих аналогов тем, что имеет передатчик малой мощности (300 Вт против 10 кВт для предыдущих систем). Это достигнуто благодаря внутриимпульсному фазовому кодированию, цифровому сжатию импульса и доплеровскому интегрированию. Сбор данных, управление, обработка сигналов, хранение и автоматические функции анализа данных сконцентрированы в единственной многозадачной и многопроцессорной компьютерной системе, т.к. аналоговая совокупность схем сконцентрирована и упрощена при помощи понижения передающей мощности, устройств уширения полосы частот, и коммерчески доступных плат расширения PC. Синхронизация времени производится через систему глобального позиционирования GPS. Общий вид DPS-4 показан на Рис.1, а одна из четырех поперечных приемных антенн типа магнитный диполь на Рис.2. Для излучения радиосигналов используется антенная система скрещенный «Вертикальный ромб» для КВ-диапазона.
  

 

 

 

 

 

 

Краткое описание цифровой ионосферной станции DPS-41.

• Диапазон зондируемых частот: 1 – 30 МГц;
• Мощность излучения передатчика: 300 Вт;
• Длительность зондирующего импульса: 533 мкс;
• Частота следования импульсов: 50-100-200 Гц в зависимости от выбора программы;
• Частотный шаг зондирования: от 5 до 200 кГц в зависимости от выбора программы;
• Высотный диапазон: 640 и 1280 км в зависимости от выбора программы;
• Габариты: 721х584х483 мм;
• Вес: 60 кг.

Система DPS-4 – приемо-передающий комплекс, способный контролировать в реальном времени характеристики физических свойств ионосферы и электрические свойства радиосигналов, распространяющихся в ионосфере. Эти две группы измеряемых параметров включают:

Физические параметры:

• Высотный профиль плазменной (электронной) плотности;
• Положение и пространственное протяжение неоднородных структур;
• Векторы движения неоднородных структур;
• Электрические параметры:
• Частота
• Амплитуда сигнала
• Фаза сигнала
• Волновая поляризация электромагнитной волны
• Время запаздывания
• Доплеровское смещение и ширина
• Угол прихода
• Импульсный отклик ионосферной среды
• Амплитудные вариации (фединг, поглощение, фокусировка и т.д.)

Через установленную в компьютере дигизонда сетевую карту программно предусмотрен удаленный контроль и управление состоянием дигизонда и выход во всемирную сеть Интернет. Таким образом, DPS-4 автоматически может передавать данные измерений в Мировые центры данных, а также заинтересованным учреждениям и частным лицам. Прямой доступ к управлению и данным дигизонда возможен только с разрешения администратора сети.

Научные задачи и мировая сеть дигизондов

Все дигизонды (ионосферные станции) предназначены для исследования распространения радиоволн коротковолнового диапазона в волноводе Земля-ионосфера и для их кратковременного прогнозирования, а также для научных исследований: изучения динамики и структуры ионосферы.
В настоящее время, по всему миру функционирует около 80 цифровых ионозондов производства UMLCAR (см. веб-страницу http://car.uml.edu/common/DIDBFastStationList). Из них, около 30 – дигизонды последнего поколения DPS-4. В России имеется 5 дигизондов DPS-4, которые работают в Иркутске, Норильске, Якутске, Жиганске и Москве.
Поскольку физические параметры ионосферной плазмы влияют на путь КВ-радиоволн, отраженных или проходящих через ионосферу, то можно, измеряя параметры ионосферы во множестве дискретных высот и частот, характеризовать структуру плазмы в ионосфере. Радиозондирование ионосферы в патрульном режиме ведется через каждые 15 мин, в особых условиях предусмотрены непрерывный, 5 и 10 минутные режимы зондирования. Конечный результат зондирования, который называется ионограммой (Рис.3), включает амплитуды отраженного от ионосферы сигнала в зависимости от частоты и высоты.