Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 27789 10.12737/szf-53201901 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Results of work of new spectropolarimeter for solar radio emission observations in the range 50–500 MHz Результаты работы нового спектрополяриметра для наблюдения солнечного радиоизлучения в диапазоне 50–500 МГц https://orcid.org/0000-0001-9937-574X Муратова Наталия Олеговна Muratova Nataliia Olegovna muratova@iszf.irk.ru Муратов Анатолий Александрович Muratov Anatoliy Aleksandrovich mutolya@mail.ru Кашапова Лариса Камалетдиновна Kashapova Larisa Kamaletdinovna

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Иркутский государственный университет Irkutsk State University 5 3 3 10 https://naukaru.ru/en/nauka/article/27789/view

Наземные наблюдения в метровом радиодиапазоне представляют большой интерес для понимания процессов, происходящих в короне Солнца. Мы представляем основные принципы работы, схему и результаты первых наблюдений Солнечного спектрополяриметра метрового диапазона (ССМД), запущенного для наблюдения Солнца в диапазоне 50–500 МГц в апреле 2016 г. Основной задачей при конструировании прибора было создание современного цифрового спектрополяриметра, способного измерять полный вектор Стокса для спорадических явлений, наблюдаемых в диапазоне 50–500 МГц. Для приема радиоизлучения используется логопериодическая скрещенная антенна, принимающая горизонтальную и вертикальную поляризационные компоненты одновременно. Основой ССМД является цифровая часть, алгоритм работы которой построен на базе архитектуры FX-коррелятора. В основе получения динамических амплитудных спектров (зависимость амплитуды от частоты и времени) лежит алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ), реализованный по принципу поточной схемы и работающий в режиме реального времени. ССМД имеет 4608 частотных каналов, при ширине канала 97.66 кГц и шаге 97.66 кГц временное разрешение составляет 1 с. Спектрополяриметр покрывает широкий диапазон 50–500 МГц и позволяет получать полный вектор Стокса. На сегодняшний день с помощью ССМД проводятся регулярные наблюдения двух параметров вектора Стокса (I и V). Начиная с 2016 г. получены наблюдения ряда интересных явлений, произошедших во время солнечных вспышек, составляется каталог наблюдений. Мы планируем улучшение временных и частотных характеристик, запись полного вектора Стокса, а также калибровку инструмента. Идет работа над обеспечением доступа к данным в сети Интернет.

Ground-based observations within meter radio range are of importance for understanding processes occurring in the solar corona. We present concepts, block diagram, and results of first observations of the Solar Spectropolarimeter of Meter Range (SSMD), launched for solar observations in the range 50–500 MHz in April 2016. The main purpose of this work was to develop an up-to-date digital radio spectropolarimeter able to record the full Stokes vector for sporadic solar phenomena taking place in the 50–500 MHz range. We use a crossed log periodic antenna to detect solar radio emission. This antenna can simultaneously obtain horizontal and vertical polarization components. The main part of SSMD is a digital receiver based on an FX correlator architecture. We use the Fast Fourier Transform (FFT) algorithm based on the real-time pipeline circuit to construct amplitude dynamic spectra (intensity vs frequency and time). SSMD has 4608 frequency channels with 97.66 kHz channel bandwidth and 97.66 kHz spacing. Time resolution is 1 s. The spectropolarimeter has a 50–500 MHz range. It can record the full Stokes vector. At present, SSMD observes two of four parameters in regular mode (I and V). We have observational data since 2016. The catalog development is in progress. We plan to improve time and frequency characteristics, record all Stokes parameters, and conduct a calibration. We are working on providing access to the data archive via the Internet.

 радиоспектрометр спектрометр с быстрым преобразованием Фурье FX-коррелятор инструменты Солнце поляризация параметры Стокса метровый диапазон. radio spectrometer Fast Fourier Transform spectrometer FX correlator instruments Sun polarization Stokes parameters meter wavelengths

Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 2003. 462 с. Akabane K., Cohen M.H. Polarization measurements of type III bursts and Faraday rotation in the corona. Solar Phys. 1961, vol. 133, pp. 258-268 Железняков В.В. Радиоизлучение Солнца и планет. М.: Наука, 1964. 560 с. Baskakov S.I. Radiotekhnicheskie tsepi i signaly [Radio circuits and signals]. Moscow, Vysshaya Shkola Publ., 2003. 462 p. (In Russian). Akabane K., Cohen M.H. Polarization measurements of type III bursts and Faraday rotation in the corona // Solar Phys. 1961. V. 133. P. 258-268. Benz A.O., Monstein C., Meyer H., Manoharan P.K., Ramesh R., Altyntsev A., et al. A world-wide net of solar radio spectrometers: e-CALLISTO. Earth, Moon, and Planets. 2009, vol. 104, iss. 1-4, pp. 277-285. 10.1007/s11038-008-9267-6. Benz A.O., Monstein C., Meyer H., et al. A world-wide net of solar radio spectrometers: e-CALLISTO // Earth, Moon, and Planets. 2009. V. 104, iss. 1-4. P. 277-285. DOI: 10.1007/s11038-008-9267-6. Born M., Wolf E. Principles of Optics. London: Pergamon Press, 1965, 808 p. Born M, Wolf E. Principles of Optics. London: Pergamon Press, 1965. 808 p. Chin Y.C., Lusignan B.B., Fung P.C.W. Polarization measurements of solar type III radio bursts at 25.3 MHz. Solar Phys. 1971, vol. 16, iss. 1, pp. 135-151. 10.1007/BF00154509. Chin Y.C., Lusignan B.B., Fung P.C.W. Polarization measurements of solar type III radio bursts at 25.3 MHz // Solar Phys. 1971. V. 16, iss. 1. P. 135-151. DOI: 10.1007/BF00154509. Hartley R. Modulation System. US patent, no. 1666206, 1928. Hartley R. Modulation System. US patent, no. 1666206, 1928. Iwai K., Tsuchiya F., Morioka A., Misawa H. IPRT/AMATERAS: A new metric spectrum observation system for solar radio bursts. Solar Phys. 2012, vol. 277, iss. 2, pp. 447-457. 10.1007/s11207-011-9919-y. Iwai K., Tsuchiya F., Morioka A., Misawa H. IPRT/AMATERAS: A new metric spectrum observation system for solar radio bursts // Solar Phys. 2012. V. 277, iss. 2. P. 447-457. DOI: 10.1007/s11207-011-9919-y. Kondo T., Isobe T., Igi S., Watari S., Tokimura M. The Hiraiso Radio Spectrograph (HiRAS) for monitoring solar radio bursts. J. Communications Research Laboratory. 1995, vol. 42, no. 1, pp. 111-119. Kondo T., Isobe T., Igi S., et al. Hiraiso Radio Spectrograph (HiRAS) for monitoring solar radio bursts // J. Communications Research La-boratory. 1995. V. 42, N 1. P. 111-119. Kundu M. R. Solar Radio Astronomy. N.Y.: Interscience Publ., 1965. 660 p. Kundu M.R. Solar Radio Astronomy. N.Y.: Interscience Publ., 1965. 660 p. McLean D.J., Labrum N.R. Solar Radiophysics: Studies of Emission from the Sun at Metre Wavelengths. N.Y.: Cambridge University Press, 1985, 516 p. McLean D.J., Labrum N.R. Solar Radiophysics: Studies of Emission from the Sun at Metre Wavelengths. N.Y.: Cambridge University Press, 1985. P. 516. Prestage N.P., Luckhurst R.G., Paterson B.R., Bevins, C.S., Yuile, C.G. A new radiospectrograph at Culgoora. Solar Phys. 1994, vol.150, pp. 393-396. DOI: 10.1007/BF00712901. Prestage N.P., Luckhurst R.G., Paterson B.R., et al. A new radiospectrograph at Culgoora // Solar Phys. 1994. V.150. P. 393-396. DOI: 10.1007/BF00712901. Rabiner L.R., Gold B. Theory and Application of Digital Signal Processing. New Jersey: Englewood Cliffs, Prentice-Hall, Inc. Publ, 1975, 777 p. Rabiner L.R., Gold B. Theory and Application of Digital Signal Processing. New Jersey: Eng-lewood Cliffs, Prentice-Hall, Inc. Publ., 1975. 777 p. Romney J.D. Cross-correlators. synthesis imaging in radio astronomy II. A collection of lectures from the Sixth NRAO/NMIMT Synthesis Imaging Summer School. ASP Conf. Ser. Socorro, New Mexico, USA, 1999, vol. 180, pp. 57-78. Romney J.D. Cross-correlators. synthesis imaging in radio astronomy II. A collection of lectures from the Sixth NRAO/NMIMT Synthesis Imaging Summer School. ASP Conf. Ser. Socor-ro, New Mexico, USA, 1999. V. 180. P. 57-78. Tsvetkov Ts., Miteva R., Petrov N. On the relationship between filaments and solar energetic particles. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 179, pp. 1-10. DOI: 10.1016/j.jastp. 2018.06.005. Tsvetkov Ts., Miteva R., Petrov N. On the relationship between filaments and solar energetic particles // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. V. 179. P. 1-10. DOI: 10.1016/j.jastp. 2018.06.005. Wild J.P., Smerd S.F., Weiss A.A. Solar Bursts. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 1963, vol. 1, no. 1, pp. 291-366. DOI: 10.1146/annurev.aa.01.090163.001451. Wild J.P., Smerd S.F., Weiss A.A. Solar bursts // Ann. Rev. Astron. Astrophys. // 1963. V. 1, N 1. P. 291-366. DOI: 10.1146/annurev.aa.01.090163.001451. Wilson T.L., Rohlfs K., Hüttemeister S. Tools of Radio Astronomy. Berlin: Springer-Verlag Publ. 2009, 520 p. Wilson T.L., Rohlfs K., Hüttemeister S. Tools of Radio Astronomy. Berlin: Springer-Verlag Publ., 2009. 520 p. Zheleznyakov V.V. Radio Emission of the Sun and Planets. Oxford, Pergamon Press, 1970, 712 p. (ed.: J.S. Hey). URL: http://www.izmiran.ru/stp/lars/?LANG=ru (дата обращения 9.02.2019). URL: https://www.analog.com/en/index.html (accessed 30 July 2019). URL: https://www.analog.com/en/index.html (дата обращения 30 июля 2019). URL: https://www.intel.com (accessed 30 July 2019). URL: https://www.intel.com (дата обращения 30 июля 2019). URL: https://www.sws.bom.gov.au/Solar/3/1 (accessed 30 July 2019). URL: https://www.sws.bom.gov.au/Solar/3/1 (дата обращения 30 июля 2019). URL: http://www.cd-corp.com/eng/cma/clp5130.pdf (accessed 30 July 2019). URL: http://www.cd-corp.com/eng/cma/clp5130.pdf (дата обращения 30 июля 2019). URL: http://www.izmiran.ru/stp/lars/?LANG=ru (accessed 30 July 2019). URL: https://www.qt.io (дата обращения 30 июля 2019). URL: https://www.qt.io (accessed 30 July 2019).