Файл: Филипп, Н. Д. Рассеяние радиоволн анизотропной ионосферой.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
Г л а в а Ш |
|
ИССЛЕДОВАНИЯ |
Не-РЛССЕЯНИЛ НА СРЕДНИХ ШИРОТАХ |
Характер радиослгналов, рассеянных анизотропными неодно родностями ионосферы, ориентированными вдоль магнитного поля Зем
ли, не |
одинаков на разных географических широтах. Это вызвано, |
||
с одной |
стороны, преобладанием |
отличающихся по своей природе |
|
ионизирующих факторов на высоких, |
средних и низких широтах, а с |
||
другой |
- различной степенью селективности |
Н£-сигналов раз |
ных типов, что объясняется спецификой геометрии распространения
на определенных широтах. Возможно, |
что некоторый |
отпечаток на |
|
полученные результаты накладывает |
частота использованной |
вол |
|
ны. |
|
|
|
Краткий обзор исследований |
Н£-рассеяния радиовсян(см. гл .і) |
||
показал, что этот вид распространения на средних |
широтах менее |
||
изучен. В настоящей главе подробно описываются результаты |
не |
скольких специально поставленных экспериментов по изучению //Е - рассеяния на средних широтах в основном методом наклонного зон дирования.
Эксперименты, описанные ниже .выявили определенный вклад ме
теорных ионизаций в |
создание полеориентированшх |
неоднороднос |
||
тей в слое |
£ |
.ионосферы. Обнаружено, что рассеяние радиоволн |
||
на частотах |
44 |
и 74 |
ІѵіГц носит явно двойственный |
характер: часть |
сигналов имеет вспышкообразньы вид, подобно метеорным отражени ям, а другая - носит диффузный характер, сходный с некоторыми ав
роральными радиоотражениями. На более |
высоких частотах |
(300 - |
500 МГц) преобладает вспышкообразное |
/-/£-рассеяние, |
имеющее |
иѵ
место дане в очень спокойных магнитных условиях. Сейчас, когда делается попытка разработать общую теорию раосеяния анизотроп ными неоднородностями, ориентированными вдоль магнитного поля Земли, очень важно накопление экспериментальных данных как на различных частотах, так и на различных широтах в разное время года и суток.
|
§ |
I , |
Эксперименты по исследованию рассеяния |
вперед |
|
|
||||||||||
|
в импульсном режиме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
[58 |
Б первых сериях экспериментов по наклонному |
|
зондированию |
|||||||||||||
-бо] |
был использован импульсный передатчик |
большой |
мощно |
|||||||||||||
сти |
о |
остронаправленной |
передающей антенной, работающий в |
ди |
||||||||||||
апазоне |
300 МЕц. |
Эксперименты проводились на юго-западе США.Ус |
||||||||||||||
тановлено, что сигналы, |
отличающиеся по определенным |
свойст |
||||||||||||||
вам от ранее известных, |
поступали |
с |
высоты слоя |
|
£ |
ионосферы. |
||||||||||
Их назвали сигналами типа' |
НЕ |
из-за |
кажущейся |
связи |
с |
маг |
||||||||||
нитным полем Земли на высоте |
|
£-слоя. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
X. |
Организация эксперимента. |
|
Импульсный передатчик боль |
||||||||||||
шой мощности находился на юге |
Техаса. |
Выли |
|
использованы |
два |
|||||||||||
передающих остронаправленных |
|
радиолуча |
(I |
и 2 |
на рис.22), |
ди |
||||||||||
аграммы |
которых |
в вертикальной |
плоскости |
имели |
около 2,5° |
и |
||||||||||
были смещены по азимуту |
на 5°. |
Ширина луча в горизонтальном на |
||||||||||||||
правлении между точками |
половинной |
мощности равнялась 2 ,8 °. |
Из |
|||||||||||||
лучения передатчика канализировались попеременно в |
направлении |
|||||||||||||||
каждого луча в течение одной |
минуты. Активные точки |
переизлуче- |
||||||||||||||
'іпя |
(обозначенные |
I и 2) |
показывают |
область, где |
эти |
два луча |
||||||||||
достигjot ІОО-километровой высоты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Приемная аппаратура состояла из двух передвижных независи |
|||||||||||||||
мых установок, способных принимать и записывать |
маломощные сиг |
|||||||||||||||
налы. Ширина луча |
приемной |
антенны по половинной |
|
мощности - |
||||||||||||
12°, Во всех точках приема ось главного лепестка |
была |
направ |
||||||||||||||
лена на середину между "активными точками" I и 2, |
при этом |
глав |
||||||||||||||
ный лепесток приемной антенны |
охватывал |
обе |
области |
переизлу- |
чения (рассеяния). Периодическое качание луча приемников позво
лило обнаружить, что |
сигнал |
НЕ~ рассеяния, описанный |
ниже, |
|
всегда поступал из области, |
близкой |
к активным точкам, |
и никог |
|
да - по дуге большого |
круга |
от передатчика к приемнику. |
|
|
В первых опытах |
(июль 1358 г .) |
сигналы регистрировались од |
||
новременно в Таксоне |
(штат нризока) |
и Боппиго (штат Калифорния). |
50
Эти районы |
были избраны |
в силу расположвния их на разных конту |
||
рах |
зоны благоприятного |
приема, названных контурами |
зеркаль |
|
ного |
приема или просто |
зеркальными контурами. Они показаны на |
||
рис. |
22 |
пунктирными, |
слегка кривыми линиями,проходящими вдоль |
южной границы США (контуры I и 2 ). Эти линии представляют гео метрическое место точек на поверхности земного шара, в которых возможно наблюдение сигналов зеркального отражения от поленап равленной ионизации в указанных двух активных точках.
Наклонение и склонение магнитного тюля Земли на ІОО-кило- метровой высоте для области активных точек определялись из на земных географических карт. Район Таксона находился на зеркаль
ном контуре луча |
I , |
а район Борриго - на контуре луча 2 .Во вто |
|||
ром цикле опытов, |
проведенных двумя |
неделями позже, |
одновремен |
||
но регистрировался |
сигнал в Борриго |
и Кальенте |
(штат |
"Невада), |
|
находящемся на дуге |
большого круга луча I, в |
450 милях к севе |
|||
ру от Борриго. |
|
|
|
|
|
. И. Результаты первой серии экспериментов, а) Типичные сиг
налы. |
Несколько записей типичных сигналов показывают |
различие |
между |
-рассеянием и обычными метеорными вспышками. |
Амплиту |
да сигналов (рис. 23) - около 30 дБ над уровнем шума,вертикаль ная шкала - логарифмическая. Непосредственно под каждой линией сигнала записаны односекундные отметки времени. Типичные метеор-
ные сигналы (рис.23,а) характеризуются быстрым ростом и почти
экспоненциальным убыванием амплитуды, |
огибающие сигналов доста |
||||||||||
точно гладкие. На рис. |
23,6 |
показаны |
НЕ~ рассеянные |
и метеор |
|||||||
ные сигналы, |
кроме |
того, из рисунка видно, что |
/-/- рассеян |
||||||||
ный сигнал |
отличается |
гораздо большей |
продолжительностью и зна |
||||||||
чительной степенью "шероховатости". |
|
Часть импульсов |
из |
се |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
рии переданных |
излучателем |
|||||
-UU- |
|
|
|
|
иногда |
отсутствует |
в |
записи |
|||
|
|
|
|
|
принятых сигналов, |
что |
сви |
||||
|
|
|
|
|
детельствует о наличии |
очень |
|||||
I«.' |
Л—1 |
ГІ , I nil |
“ |
быстрых замираний. |
Б |
анали |
|||||
зируемом эксперименте |
|
запи |
|||||||||
|
|
|
|
|
сывающим прибор не |
мог |
дать |
||||
|
|
|
|
|
верную картину |
замираний при |
|||||
|
ІШ Ы |
|
|
|
нятого |
сигнала |
|
вследстпие |
|||
|
|
|
|
большой |
постоянной |
времени. |
|||||
|
в |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Вспышкообразное |
|
поведение |
||||
|
|
|
|
|
|
-рассеяния(рис. 23,в) во |
|||||
|
h M |
|
r i r |
t м 4 в |
время самых активных |
перио |
|||||
|
|
|
|
|
дов |
продолжалось в |
течение |
||||
|
Р и с. 23 |
[SbJ |
|
нескольких минут, |
другой тип |
||||||
|
|
|
|
|
сигнала, также |
преобладаю |
щий во время самых активных периодов, показан на рис. 23,г .Этот
сигнал также характеризуется "шероховатостью", |
но постоянен |
по |
|||||
средней амплитуде. Непрерывные сигналы такого |
типа |
наблюдались |
|||||
иногда до'получаса. |
|
|
|
|
|
||
Сигналы |
Н£-рассеяния (рис. 23) характеризуются потерями |
||||||
передачи приблизительно в 105 дБ относительно |
свободного |
про |
|||||
странства; |
Ото значительно больше потерь на любительском диапа |
||||||
зоне ( j |
= 220 |
МГц), |
работающем в северной зоне при |
наличии |
|||
полярных сияний |
[92] |
(в |
этом случае потери |
оцениваются |
' в |
||
40 дБ). |
|
|
|
|
|
|
|
б) |
Рабочий |
цикл |
(промежуток времени, |
в течение |
кото |
амплитуда принимаемого сигнала превосходит данное пороговое зна чение). Во второй серии опытов были получены сигналы одновремен но в Кальенте на дуге большого круга луча I и в Борриго на зер кальном контуре луча 2. Ранее проведенное исследование на рас стоянии 1800 км от передатчика показало, что при передаче на лу че 2 Кальенте находится примерно в оптимальной позиции для при-
62