частота шумана что показывает
Частота шумана что показывает
1.2. Физический принцип
Рис.1.1. Принцип резонанса Шумана
Как видно, максимальные значения амплитуд данной стоячей волны изменяются вдоль оси X по закону косинуса, т.е. на концах полуволновых интервалов располагаются пучности, что соответствует левой верхней диаграмме рис.1.1. При этом напряженность поля в каждой точке оси X меняется во времени по синусоидальному закону.
Вектор магнитной составляющей электромагнитной волны всегда ортогонален вектору электрической, поэтому в данном случае будет горизонтален. В связи с этим векторы магнитных волн, излучаемых в точке S в диаметрально противоположных направлениях, будут противофазны. Эта противофазность сохранится и до момента их встречи в точке R и будет сохраняться далее в течение всего цикла встречного движения. Поэтому в точках S и R амплитуды прямой и обратной магнитной волны будут равны, но противоположны по знаку, что приведет к образованию в данных точках узлов стоячей волны. При этом уравнение [1] примет вид:
что соответствует левой нижней диаграмме рис.1.1.
Как видно, электрическая и магнитная волна резонанса Шумана сдвинуты относительно друг друга на четверть длины в пространстве и на четверть периода во времени. Динамика процесса формирования компонентов стоячей волны иллюстрируется рис.1.2. на примере второй гармоники резонанса.
Рис.1.2. Формирование волн второй гармоники резонанса Шумана
1.3. Трехмерное представление
для переключения между моделями первой и второй/третьей гармоник кликните по рисунку
Рис.1.3. Трехмерные модели резонанса Шумана
Рис.1.4. Зависимость напряженности поля резонанса Шумана от расстояния
(для идеального волновода)
1.4. Частоты резонанса
Упрощенный расчет частот резонанса Шумана может быть сделан исходя из условия, что электромагнитная волна должна укладываться на длине окружности земного шара целое число раз, при этом потери в волноводе отсутствуют. С учетом этого имеем следующее выражение для частоты резонанса:
[4] f = (C/2πRз)√n(n+1) = 7.5 √n(n+1) Гц.
Данное выражение дает ряд частот с еще большей погрешностью (см. таблицу). Причина заключается в том, что оно справедливо для волновода с идеально токопроводящими стенками. Поверхность Земли в первом приближении удовлетворяет этому условию, чего не скажешь об ионосфере, потери в которой замедляют скорость электромагнитных волн, понижая частоты резонанса. В.О.Шуман учел данный фактор, введя в формулу [4] для идеального волновода без потерь делитель Re(σ), представляющий собой действительную часть комплексного показателя рефракции ионосферы, и получил следующее выражение:
[5] f = [C/2πRзRe(σ)]√n(n+1) = [7.5/Re(σ)] √n(n+1) Гц.
Данная формула дает существенное приближение расчетных значений частот ряда к фактическим в области высших гармоник (см. таблицу), но погрешность в области низших, особенно на первой гармонике, все еще остается значительной. Это обусловлено тем, что реальные значения показателя рефракции ионосферы изменяются с изменением высоты, поэтому современный математический аппарат предусматривает использование моделей, учитывающих данное изменение, в частности, двухступенчатой (двухвысотной) линейной модели (подробнее см. в приложении А).
Расчетные и фактические частоты резонанса Шумана
В последние годы появляются новые, более точные модели резонанса, расчитываемые на мощных ЭВМ, например, TLM (Transmission-Line Modelling). Кроме того, делаются попытки применить для расчета вместо классических уравнений Максвелла аппарат квантовой электродинамики. Данные направления будут рассмотрены в отдельной главе.
Указанные в таблице фактические частоты являются средними значениями центральных частот спектров гармоник, полученными по данным большого числа измерений. Текущие значения не являются стабильными и зависят от многих факторов, в первую очередь от параметров ионосферы (см. рис. 1.5).
Рис.1.5. Вариации частот первых четырех гармоник резонанса Шумана
(данные Томской станции мониторинга)
Периодически появляющиеся в популярных публикациях сенсационные сведения о том, что частота резонанса, якобы, неожиданно пошла в рост, не имеют под собой никаких объективных оснований, что будет показано далее при анализе данных мониторинга.
1.5. Спектр и уровни сигналов
Рис.1.6. Спектр колебаний в полосе частот резонанса Шумана
(за основу взята иллюстрация из статьи К.Шлегеля и М.Фюллекруга «50 лет резонансу Шумана»)
Как видно, наибольшим абсолютным и относительным уровнями сигнала обладает первая гармоника, при этом с повышением частоты резонанс становится все менее выраженным, практически полностью затухая на частотах выше 60-70 Гц. Максимальное превышение сигнала резонанса на центральных частотах гармоник над фоном невелико. Это является следствием невысокой добротности резонатора Земля-ионосфера, из-за чего чего спектры гармоник размыты в достаточно широкой полосе частот. Амплитуды сигналов, также, как рассмотренные выше частоты, нестабильны во времени. Изменяется также ширина спектра (добротность) сигналов. Вид типовой спектральной характеристики гармоник и примеры графиков их амплитуд приведены на рис. 1.7.
Рис.1.7. Параметры спектра и амплитуда колебаний резонанса Шумана
(за основу взята иллюстрация из статьи К.Шлегеля и М.Фюллекруга «50 лет резонансу Шумана» и данные Томской станции мониторинга)
Более подробные сведения о параметрах колебаний резонанса Шумана, их измерении, обработке и мониторинге см. в следующих главах.
Резонанс Шумана
Резона́нсом Шу́мана называется явление образования стоячих электромагнитных волн низких и сверхнизких частот между поверхностью Земли и ионосферой.
Земля и её ионосфера — это гигантский сферический резонатор, полость которого заполнена слабоэлектропроводящей средой. Если возникшая в этой среде электромагнитная волна после огибания земного шара снова совпадает с собственной фазой (входит в резонанс), то она может существовать долгое время.
Содержание
Математическая модель
Предположим, что электромагнитная волна, n раз отражаясь попеременно от поверхности Земли и ионосферы, огибает земной шар. Если на окружности Земли укладывается целое число отражений, то возникает резонанс, и такая волна может существовать продолжительное время. Считая, что волна распространяется со скоростью света с = 300 000 км/с, а окружность Земли составляет L = 40 000 км, получим частоту колебаний, равную
Для первых пяти гармоник эта формула даёт ряд частот 7,5 — 15,0 — 22,5 — 30,0 — 37,5 … Гц. Сравнивая теоретические частоты с частотами, полученными экспериментально (7,83 — 14,1 — 20,3 — 26,4 — 32,4 … Гц), заметим, что при хорошем совпадении частоты первой гармоники ошибка с ростом n увеличивается.
В своей оригинальной работе [2] Шуман проанализировал колебания, возникающие в сферическом объёмном резонаторе. При этом он учитывал, что поверхность земли имеет постоянную проводимость около σ = 10 −3 См/м, а проводимость ионосферы на высотах 70-90 км меняется в пределах σ = 10 −5 —10 −3 См/м. Из-за этого средняя скорость распространения электромагнитной волны V(σ) примерно на 20 % меньше, чем при отражении от сферы с бесконечной проводимостью. Для частоты n-й гармоники Шуман получил
что для первых пяти гармоник даёт 8,5 — 14,7 — 20,8 — 26,8 — 32,9 Гц.
Причины возникновения волн
Существует несколько гипотез возникновения электромагнитных волн в полости Земля-ионосфера.
«Грозовая» гипотеза
Разряды молнии, как полагают, являются первичным естественным источником возбуждения резонанса Шумана. Молнии ведут себя как огромные передатчики, которые излучают электромагнитную энергию на частотах около 100 кГц. [3] Они-то и являются причиной возбуждения электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот. Данным явлением и объясняется, по мнению большинства специалистов, наличие устойчивых сверхнизкочастотных колебаний, которые практически не затухают и имеют фиксированные частоты.
Характеристики
После многочисленных исследований и перепроверок была точно определена частота резонанса Шумана — 7,83 Гц. Из-за волновых процессов плазмы внутри Земли наиболее чётко наблюдаются пики на частотах примерно 8, 14, 20, 26, 32 Гц. Для основной, самой низкой частоты, возможны вариации в пределах 7—11 Гц, но большей частью в течение суток разброс резонансных частот обычно лежит в пределах ±(0,1—0,2) Гц. Спектральная плотность колебаний составляет 0,1 мВ/м.
Интенсивности резонансных колебаний и их частоты зависят:
История исследований
Продолжил изучение Вольфган Людвиг, проводивший эксперименты в открытом море и в подземных шахтах. В. Людвиг выпустил книгу о резонансе Шумана «Информативная медицина». [9]
В сентябре 2011 г. [12] волны резонанса Шумана были зарегистрированы на высоте до 850 км спутником C/NOFS. Ранее ограничением высоты таких волн считалось 100 км. [13]
Станции для постоянного наблюдения за резонансом Шумана располагаются:
Упоминания
Примечания
См. также
Zaubergesänge der Erde (нем.) : звуковые записи элементарного резонанса Шумана, грозы и электросмога.
Частота Шумана и ритмы мозга
В настоящее время каждое человеческое существо поднимается в своем развитии со своей собственной вибрационной скоростью. Некоторые поднимаются очень быстро, некоторые медленно. Некоторым всё ещё необходимо придерживаться опыта третьего измерения, в то время, как другие хотели бы подвергнуть испытанию свою реальность и двинуться дальше в свет, который они не осознают полностью. Они хотят заглянуть туда, о чём прежде осмеливались только мечтать. Но готовы ли они открыться навстречу новому способу видения собственной реальности?
Земля и окружающий её воздушный слой (ионосфера) образуют гигантский сферический резонатор. С точки зрения радиотехники это две сферы, помещённые одна в другую, полость между которыми ограничена проводящими поверхностями. В таком резонаторе хорошо распространяются (“резонируют”) волны определённой длины. Каждый раз когда Земля пульсирует, каждая секунда нашей жизни на Земле наполнена этими электромагнитными пульсациями измеряемые за секунду, или циклов за секунду, или Герц.
Первым, кто открыл особые низкие и сверхнизкие частоты колебаний атмосферы Земли был американский физик и изобретатель Никола Тесла, а затем, физик Винфрид Отто Шуман и врач Герберт Кёниг. Они установили, что в атмосфере Земли существуют так называемые «стоячие электромагнитные волны», впоследствии названные «волнами Шумана». Резонанс, или частота Шумана – стоячие электромагнитные волны низких и сверхнизких частот между поверхностью Земли и ионосферой. Если кратко, то это собственные электромагнитные частоты планеты Земля. Одна из них, основная, равна в среднем 7,8 Гц. Это фундаментальная вибрационная частота Земли – своего рода сердцебиение.
Волны возбуждаются разрядами в облаках (молниями) и магнитными процессами на Солнце, они необходимы для синхронизации биологических ритмов и нормального существования всего живого на Земле, при этом, эти волны глушатся многими строительными материалами. Люди, испытывающие большие нагрузки и стрессы, пожилые и вегетативно чувствительные люди, а также хронические больные нуждаются в этих волнах и остро ощущают их отсутствие. Это может приводить их к головной боли, потере ориентации, тошноте, головокружению и т. п.
Точная частота резонанса — 7. 83 Гц. Также имеются пики на частотах примерно 8, 14, 20, 26, 32 Гц. На более высоких частотах резонансы становятся почти незаметными. Частота волн меняется в течение суток, т. к. на солнечной стороне отражающий слой (слой Хевисайда) расположен ниже, чем ночной отражающий слой. Основная частота резонанса Шумана соответствует частоте альфа-ритма мозга человека – 7, 83 Гц, а частота второй гармоники резонанса Шумана (14 Гц) соответствует учащённому альфа-ритму головного мозга.
Примечательно, что частоты резонанса Шумана совпадают с частотами мозга, что свидетельствует о первичной связи живых существ с Землёй. Что и неудивительно – наши тела были рождены и формировались на этой планете, поэтому и частоты её для нас родные. То есть, вернувшись от современных бешеных ритмов к электромагнитным истокам нашего существования, человек получает мощную связь с Землёй-матушкой, и может, таким образом, самоисцеляться, получая энергию Земли.
Известно также, что при абсолютном совпадении частоты работы мозга с частотой резонанса Шумана, вследствие связи с Матерью-Землёй, человек, помимо самоисцеления, получает ряд других способностей. Самыми яркими из них являются телекинез и ясновидение. Именно на частоте резонанса Шумана проходит граница между индивидуальным и коллективным бессознательным (по Фрейду). Это, по сути, граница перехода от мира вещей в мир идей, перехода в «потусторонний» мир. Но, конечно, переход осуществляется не только и не столько благодаря частоте, сколько благодаря правильному состоянию мозга.
Частота – это только помощь, помощь самой Земли. Волны инфранизкой частоты (ИНЧ) значительно легче распространяются от полуночи до четырёх утра, а передавать их легче с запада на восток. Как правило, телепатия и ясновидение оказываются наиболее результативными между двенадцатью часами ночи и четырьмя часами утра, и во время телепатических контактов индукторы (передающие) в большинстве случаев находятся скорее к западу, чем к востоку от перцепиентов (принимающих). При этом, магнитные бури серьезно мешают распространению волн ИНЧ.
А приблизительная настройка (скажем, на те же 7. 83 Гц) желаемого результата не даёт. Да к тому же у мозга есть защитные механизмы, не дающие менять его частоту (от головных болей до сумасшествия). И эту защиту нельзя ломать, можно только очень аккуратно обходить. Таким образом, данная задача из простой «настройки радиоприёмника» превращается. во взлом какого-нибудь швейцарского банка.
С другой стороны, если мозг добровольно выходит на частоту резонанса Шумана, то он сам поддерживает этот резонанс, т. е. автоматически настраивается на него в независимости от места и времени. Собственно, именно это и делают многие целители и ясновидящие. Но не все, т. к. это лишь один из методов, имеющий и свои минусы. Например, тот, кто привык пользоваться помощью Земли, не сможет проявлять способности за её пределами. Пока ещё это не так актуально, но всё же – если такого мастера посадить в космический корабль и вывезти за пределы ионосферы (туда, где нет волн Шумана), он как бы перестанет ТАМ быть мастером.
Долгое время эта частота равнялась 7,8 Гц и была настолько стабильной, что военные настраивали по ней свои приборы. Эта цифра была замеряна впервые в 1899-1900 году и оставалась приблизительно постоянной вплоть до 1980 года 7.8 раза в секунду. Это действительно постоянная частота вибрации и поэтому что она была принята в 1958 году, развитыми государствами как фундаментальная величина для электронного общения.
И что же получается – если резонанс Шумана дойдёт с 8 до 13 Гц, то он уже «постучится в двери» к бета-частотам, а это ритм нашей обычной жизни (не современной сумасшедшей, а просто нормальной жизни). При такой частоте мозг уже функционирует почти без тумана, то есть здраво. Иными словами, людям уже не придётся медитировать, чтобы получить доступ к различным полям, каналам, способностям. Всё это будет естественно, так же, как дыхание или речь. Уже сейчас фиксируется 11- 12 Гц, а при частоте 13 Гц. вполне вероятно произойти и переполюсовке Земли(!).
Та же закономерность соотношения цифр описывает фундаментальную частоту сердцебиения нашей планеты. Исследователи сейчас предполагают ( для этого есть все основания), что вибрация Земли движется сейчас к следующей цифре в ряду Фибоначчи – 13 (13 циклов в секунду). Если посмотрите на динамику, то частота Шумана действительно со временем возрастает и приближается к цифре равной 13 циклам за секунду – 13 Герц.
Мы живем в этом поле трансформации. Каждая клеточка нашего тела стремится войти в гармонию с этими изменениями, чтобы обеспечить нам вхождение в это высшее состояние нашего существования, которое как раз и выражается как изменения от 7,8 до 11 циклов в секунду, то есть Герц. И волны Шумана являются своеобразной “несущей”, ориентируясь на которою организм синхронизирует свои энергопроцессы с земными.
Но так как люди имеют свободу мысли, то могут менять свои базовые частоты и тогда в спектре нормального распределения появляется перекос, энергии усредняются, и волна может сползать в любую сторону. В отличии от людей, которые могут менять частоту, планета так быстро реагировать не может, потому что частота связана с размерами Земли. Поэтому настройка может сбиться и система « Человек-Планета» будут не совпадать по частоте. И тогда энергии обоих систем видимо начинают затухать, так как самовозбуждение исчезает, или теряет силу. Система «Человек-Планета» всегда должна находиться в точном резонансе, тогда энергии будут постоянно нарастать и накапливаться. Тогда амплитуда колебаний планеты будет постоянно нарастать, впрочем, как и у человека.
Очевидно, что кроме амплитуды необходимо увеличивать частоту. БОльшая частота всегда обладает бОльшей энергией, при одинаковой амплитуде, при этом зависимость должна быть квадратная. То есть увеличение частоты в два раза должно давать увеличение энергии в 4 раза. Это проверяется просто на опыте, тело (массу) раскачивать с более высокой частотой всегда труднее, притом заметно (потому что закономерность квадратичная).
Учитывая тенденцию людей к негативным эмоциям, не трудно догадаться, что базовая вибрация может снижаться. Так как волна начинает сползать влево, то за счет гравитационного притяжения это тянет вниз и энергию. Низкочастотники начинают оттягивать энергию на себя и тормозят процесс набора энергии. Получается тяни-толкай. Одни тянут в одну сторону, другие в другую, а система в целом стоит и энергия не растет, а то и сползает вниз по вибрациям и по энергиям.
Видимо именно с этой целью, придуманы космические циклы. Когда приходит пора, то из Космоса приходит подмога. Дополнительная энергия, которая помогает деформировать закон распределения в сторону высоких частот. И возникнет момент, когда возникает навес. Когда начинается падение навеса, то под давлением гравитации навес ускоряется и приобретает дополнительную энергию. Сам навес уходит вправо, то есть резко повышает вибрации, но при этом своими энергиями (дополнительными) втягивает остальную массу, поэтому деформирует основную волну к высоким частотам. И поэтому даже если энергии было первоначально не достаточно, то за счет лавинообразного процесса энергии хватает, чтобы перепрыгнуть на следующий уровень вибраций и занять там положение.
В результате эволюции планета должна перейти на вибрацию второй гармоники, эта вибрация должна стать базовой, так как энергии будет достаточно, чтобы поддерживать эти вибрации. Когда первый навес упадет, если не получится сильный лавинный эффект, то энергии будет не достаточно, чтобы совершить переход на новый уровень. И тогда будет ещё обратный откат. Видимо именно этот откат «сносил» цивилизации древности. Происходит полная расстройка системы Человек-Планета и система теряет стабильность.
Возможно, что когда энергия перепрыгивает на вторую гармонику, то это может повлиять на магнитное поле и возникнет, как у Солнца во время смены полюсов четыре полюса (одноименные друг против друга). И тогда произойдет реверс магнитного поля, в точности как у Солнца, аналогия полная. Энергия второй гармоники нужна для реверса магнитного поля. А после реверса обратно возникает обычное магнитное поле, но другой полярности, и возможно будет наблюдаться большая разница.
Что же касается предсказания изменений, то ориентироваться нужно на графики Амплитуды частот Шумана, а не Частоты, как обычно принято. Потому, что для того, чтобы произошёл «перескок» на вторую гармонику, нужно набрать энергию, а это амплитуда; частота не может сильно меняться, она привязана к размерам Земли. Когда набирается нужный потенциал, или амплитуда, то и происходит перескок энергии с первой на вторую гармонику Шумана. Скорее, это будет лавинный процесс увеличения энергии на первой гармонике, вызванный космическими импульсами, чтобы энергия рывком пошла на вторую гармонику,
Вот почему сейчас так важно как можно быстрее освободить энергетическое пространство Земли от недостойных мыслей, ценностей, низменных идей и т. д. Если этого сделать не удастся, то произойдёт одно из двух: или все, даже очень нехорошие люди, получат эти способности, и в результате Вселенная вынуждена будет вмешаться и, наконец, уже «убрать мусор».
Нетренированный мозг обычного человека не может достигать, а тем более, удерживать такие частоты. Поэтому, творческих личностей у нас мало, да и у большинства тех, кто периодически плавает на этой частоте, также периодически случаются творческие кризисы.
Если альфа- или бета-ритмы позволяют настраиваться на привычный мир, то гамма-ритм — это уже восприятие тонких миров. Земля, повышая свою частоту, как бы будит людей, заставляет их мозг выйти из спячки и работать более осознанно. Повышение частоты выталкивает нас к восприятию тонких миров. Тем самым открываются широкие возможности для самореализации через творчество: если основная частота Земли будет соответствовать творческому порыву — это будет отличной опорой для творческого мозга. Кстати, по некоторым данным, в состоянии осознанного сновидения мозг работает именно на таких высоких частотах.
Если частота будет расти дальше, то постепенно дойдем до малоизученного гамма-ритма (40 и более Гц), который, по некоторым данным, отвечает за творчество и вдохновение. Это то состояние, про которое говорят “Муза снизошла. ”. Интересно, что 50 Гц, согласно дзен-буддизму, это уже состояние, близкое к Просветлению.
Частота шумана что показывает
В идеале для получения полной картины электромагнитного поля резонанса необходимо измерение всех пространственных компонент электрического и магнитного полей. Однако, учитывая, что основной вклад в возбуждение резонансов вносят вертикальные грозовые разряды, можно для большинства задач принять, что поляризация электромагнитного поля резонансов является вертикальной и ограничиться измерением вертикальной компоненты электрического поля и двух горизонтальных компонент магнитного. Кроме того, создание электрических антенн для сигналов резонанса Шумана является намного более сложной задачей, чем создание магнитных антенн. Поэтому на практике в большинстве случаев ограничиваются измерением только двух горизонтальных магнитных составляющих. Другие составляющие, в частности вертикальную электрическую или вертикальную магнитную, измеряют в случае особой необходимости.
Рис. 2.1. Факторы измерения сигналов резонанса Шумана
2.2. Измерение магнитной компоненты
В качестве датчика для измерения магнитной компоненты используется катушка-зонд (search coil sensor), представляющая собой катушку индуктивности с большим числом витков. В большинстве случаев для повышения чувствительности и уменьшения габаритов она снабжается сердечником из материала с высокой магнитной проницаемостью (см. рис. 2.2). На сердечнике также может размещаться калибровочная обмотка, используемая для контроля и калибровки датчика в производстве и в эксплуатации.
Рис.2.2. Конструкция магнитного датчика резонанса Шумана
Рис.2.3. Промышленный магнитный датчик ICS101
(за основу взята иллюстрация с сайта SISTEL)
Рис.2.4. Магнитный датчик станции мониторинга в штате Айова, США
В качестве материала сердечника часто используют пермаллой, мю-металл или метглас. Эти материалы имеют магнитную проницаемость μ, измеряемую десятками и даже сотнями тысяч. Однако повышение уровня выходного сигнала за счет их использования достигает всего нескольких сотен, что связано с наличием фактора демагнетизации, определяемого геометрией сердечника по формуле:
Этот фактор уменьшает истиную (apparent) магнитную проницаемость μapp сердечника по отношению к внешнему магнитному полю катушки по формуле:
вследствие чего увеличение магнитной индукции в сердечнике с ростом его магнитной проницаемости начинает определяться не самой магнитной проницаемостью, а геометрией сердечника. Поэтому для удешевления датчика вместо дорогих сплавов с проницаемостью на уровне десятков и сотен тысяч могут применять гораздо более дешевые материалы с проницаемостью на уровне нескольких тысяч, например, ферриты. Это ведет к снижению чувствительности или требует увеличения числа витков катушки, но не пропорцианально изменению проницаемости, а всего лишь в несколько раз, что часто бывает экономически оправдано.
Амплитуда выходного сигнала датчика Um определяется по формуле:
[3] Um = 0.5π 2 fd 2 wμappBm,
Задачей предварительной обработки сигнала является его усиление с минимальным уровнем шумов и последующая фильтрация с выделением заданной полосы частот и подавлением нежелательных детерминированных помех, например, сетевой помехи 50 Гц. Эта задача решается путем использования прецизионных малошумящих операционных усилителей и активных фильтров. В качестве примера реализации на рис. 2.5 приведена схема предварительной обработки сигнала датчика ICS101. Полученные с помощью данной схемы амплитудно-частотные характеристики датчика см. в описании датчика, а также на странице по ссылке под рисунком.
Рис.2.5. Схема предварительной обработки сигнала датчика ICS101
Следует также отметить, что с первого взгляда привлекательной идеей представляется использование для измерения магнитной компоненты датчиков SQUID (superconducting quantum interference device). Они имеют очень высокую чувствительность (порядка 0,01 пТл), достаточную полосу частот (от 0 до 1000 Гц) и успешно применяются в ряде приложений, связанных с измерением сверхслабых магнитных полей. Однако необходимость охлаждения их до криогенных температур и высокий уровень шумов на данный момент пока не позволяют этому направлению конкурировать с простыми индуктивностями.
2.3. Измерение электрической компоненты
В качестве датчика для измерения вертикальной электрической компоненты используют токопроводящую сферу, диск или другое обтекаемое тело, устанавливаемое на высоте нескольких метров над землей на опоре из пакета изоляторов со сверхмалым током утечки (рис. 2.6.).
Рис.2.6. Примеры датчиков электрической компоненты резонанса Шумана
Рис.2.7. Пример предусилителя сигнала электрической компоненты резонанса Шумана
Еще одной проблемой является необходимость подавления синфазной помехи, вызванной большой величиной атмосферного статического электричества.
При необходимости измерения горизонтальных компонент электрического поля резонанса Шумана используют т.н. «земляную» антенну, принцип которой основан на измерении разности потенциалов между двумя точками земной поверхности, находящимися на линии вектора поля. Для измерения в заданные точки земли заглубляют специальные свинцовые неполяризующиеся электроды, аналогичные используемым в системах катодной защиты.
Рис.2.8. Датчик горизонтальной электрической компоненты резонанса Шумана
В целом публикаций по измерению электрической компоненты намного меньше, чем по измерению магнитной компоненты, что, возможно, объясняется существенно меньшей их распространенностью, а также более узкой спецификой и более сложной проблематикой.
2.4. Оцифровка и регистрация
Для привязки оцифрованного сигнала к меткам времени используются внешние сигналы. Обычно для этой цели используется GPS-сигнал временной синхронизации, однако могут быть использованы и другие варианты, например сихронизация по радиосигналам станций точного времени или по данным NT-серверов сети Интернет.
Возможный вариант структуры системы сбора данных резонанса Шумана с передачей их в центральную удаленную ЭВМ показан на рис.2.9.
Рис.2.9. Система сбора и передачи данных резонанса Шумана
Сводная информация по датчикам компонент резонанса и Шумана и системам на их основе, найденная при подготовке данного обзора, приведена в приложении C.
2.5. Обработка
Главной проблемой при обработке сигналов резонанса Шумана является исключительно высокий уровень помех, превышающий фоновый уровень на 40-70 дБ (см. рис.2.10), поэтому первостепенной задачей является фильтрация данных помех, которая может производиться как во временной, так и в частотной области.
Рис. 2.10. Исходный сигнал резонанса Шумана с наложенными помехами (слева) и его спектральная характеристика (справа).
Рис. 2.11. Исходная и обработанная медианным фильтром спектрограмма резонанса Шумана.
Рис. 2.12. Результат обработки спектральной характеристики методами периодограмм и SVD (слева) и аппроксимацией по Лоренцу (справа).
Задача фильтрации помех при наблюдении за резонансом Шумана является достаточно сложной и разноплановой и зависит от параметров локальных помех и прикладных задач. Поэтому на практике использутся достаточно широкий круг методов и алгоритмов, в т.ч. постоянно ведется разработка новых. Подробный разбор данной проблематики выходит за рамки настоящего обзора и является предметом отдельной работы.