Файл: Филипп, Н. Д. Рассеяние радиоволн анизотропной ионосферой.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 122

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ема метеорных сигналов.

Поэтому луч 2 дает

оптимальный

прием

НЕ-рассеяния в Борриго

и оптимальный прием

метеорных

вспышек

в Кальенте. Рабочие циклы в этих двух пунктах

сравнены на

рис. 24. Потенциальная выгодность использования

/-/-рассеяния

сигнала по сравнению с

обычным метеорным рассеянием очевидна.

Поскольку в Кальенте не был получен ни один сигнал

 

типа

НЕ- рассеяния, рабочий цикл

основан полностью

на метеорных

вспышках. Незначительное число .ихразличимое

среди

сигналов

НЕ-рассеяния в Борриго, было исключено, поэтому кривая,харак­

теризующая Борриго, относится только к

Н£-рассеянию.

 

 

в)

Чувствительность к положению.

В первом цикле

опытов осу­

ществлялся одновременный прием в Борриго на

зеркальном

контуре

2 и в Таксоне на зеркальном контуре I .

Передатчик .переключался

периодически к лучам I и 2,

излучая радиоволну по одной минуте

в каждом направлении. Луч I

был активным в нечетные минуты, луч

2 - в четные. Переключение

одного направления на другое

про­

исходило в течение долей секунды, при этом уровень сигнала

на

приемных пунктах

изменялся почти на 15

дБ:

когда излучение

на­

правлено

по лучу

I , уровень

сигнала в

Таксоне

увеличивается, а

в Борриго падает: через минуту, когда излучение направлено

по

лучу 2,

уровень

сигнала в Таксоне уменьшается,

а в Борриго уве­

личивается (рис.25).

'Приемник, помещенный на зеркальном контуре активного луча, показал более высокий уровень сигнала. Спад уровня при удалении

63


борриго

 

 

I

I I Г

I

I I

I I

I

Y \

I

I

f

I

I

 

 

 

 

 

 

 

I

I

I

I

I

I

 

I

 

r

I

I

 

I

I

I

I

 

 

02/5

0220

 

 

0225

 

 

 

0230

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таксон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P и c . 25 [58]

 

 

 

 

 

 

 

 

приемного пункта от зеркального контура -

 

грубый

критерий

того,

каким образом рассеянная энергия увеличивается по мере

прибли­

жения к зеркально^ контуру.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Особенности чувствительности к пространственному распреде­

лении активной зоны рассеяния на протяжении

суточного цикла мож­

но выяснить,

проследив

за

изменением уровня

сигнала в момент пе-

реключенвя угла.

Из 187

переходов

от луча

I

к лучу

2

и обратно

на протяжении 6

часов [5 8 ]

только два

случая

составляют исклю­

чение из общей закономерности. При

 

переходе

излучения

от

нап­

равления I к направлению 2

уровень

 

сигнала

в данной

точке

при­

ема на зеркальном

контуре

I хотя и уменьшается,

но

все же

об­

наруживается.

Подтверждается

предположение,

что

ионизация,

яв­

ляющаяся причиной

большинства рассеянных

сигналов, чувствитель­

ных к положению, распределена по району,

охватывающему

сравни­

тельно большую зону вокруг активных точек луча I

и 2

площадью

около 10^ кв.км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По мнению исследователей,

если

бы рассеивающие

заряды

были

ограничены только

одной

колонной,как

это

может быть в

случае

с

метеорным следом, изменение места облучения, благодаря переклю­

чению лучей,

привело

бы ко

многим противоречиям.

Этот

вывод

следует

также из факта, что

эхо-сигналы,

очень чувствительные

к положению рассеивающей области, имеют быстрые замирания.

Зер­

кально ориентированная колонна, образованная

одной

метеорной час­

тицей,

показала бы

гладкую огибающую сигнала прежде, чем нача­

лись бы замирания,

благодаря

турбулентному движению или наступ­

лению ветрового среза.

Это неверно в случае

незеркального

от­

ражения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Постоянные наблюдения в Таксоне показали, что можно

было

поворачивать приемную антенну

на 30° без

заметного

снижения

уровня сигнала.

 

 

Характерной

особенностью

Ң - рассе

г)

 

Частота вспышек.

ния является

многообразие форм сигнала (рис.

23),

однако

его

64


специфику

составляет форма огибающей вспышки,

определяемая

бы­

стрым подъемом и экспоненциальным спадом. Поведение кривых

су­

точной зависимости

частоты метеорных

вспышек

и вспышек

НЕ -

рассеяния

в .с.ксоне

и Борриго (рис. 26)

показывает, ч то ’

этим

двум явлениям свойственна некоторая общность. По мнению авторов, с таким выводом трудно согласиться, учитывая предыдущие рассуж­ дения по поводу механизма рассеяния от большой области.Эти опы­

ты проводились только летом 1958 г . , однако исследователи пред­

полагают’,

что

/-^-рассеяние имеет

место в

течение всего

года,

д)

 

Корреляция вспышек по дуге большого круга и

рассе­

яния. Сигналы, имеющие сходство

с

/У£-рассеяние.м, не

 

наблю­

дались систематически на дуге

большого круга в Кальентѳ.

Одна­

ко сравнение

записей сигналов,

принятых в Кальенте и

Борриго,

показывает значительную их корреляцию. Бремя

появления вспышек

в Кальенте (как правило, от сверхплотных метеоров) часто

почти

совпадало

с моментом вспышки

/Ѵ£-рассеяния в Борриго.

 

Срав­

нение 35

вспышек,

принятых одновременно з Кальенте и

Борриго,

показало,

что

более

35# имеют соответствующее начало в

 

преде-

Зак.104

 

 

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


лах одной секунды. В случаях высокой степени корреляции вспышки Hs -рассеяния всегда предшествуют соответствующим вспышкам по дуге большого круга на доли секунда.

Вы в о д ы

1.Сигналы ^-рассеяния наблюдаются вблизи магнитных зер­ кальных контуров, вычисленных для неоднородностей, высота кото­ рых принята равной 100 км. На большом круге передатчика или к северу от него подобных сигналов не наблюдалось.

2. НЕ~рассеяние характеризуется быстрыми замираниями и постоянным временем общего затухания, намного большим, чем для метёорного расоеяния. Чаще всего сигналы /^-рассеяния - это вспышкообразный прерывистый сигнал, но наблюдаются и периоды непрерывных сигналов длительностью до 30 мин.

3. Суточные вариации вспышкообразного НЕ-рассеяния сходны

свариациями метеорных сигналов.

4.

Согласно экспериментальным данным, можно

полагать,

что

f/g-раосеянйя следует ожидать ежесуточно в течение

круглого года

5.

Рабочий цикл

Нг- рассеяния, наблюдавшийся вдоль

маг-

нитного

 

С

 

 

 

ме­

зеркального контура, намного больше рабочего цикла

теорных вспышек в самой благоприятной позиции вблизи

главного

луча передатчика.

 

 

 

 

 

6.

Более чем в 30$ случаев установлена значительная корре­

ляция между большими устойчивыми метеорными сигналами,

наблюда­

емыми на дуге большого круга, и

Не-рассеянными

сигналами.

7.

Из экспериментальных данных следует, что

/Ч£-рассеяние

происходит вероятнее всего в большой области, а не в сильно ло­

кализованном районе

подобно следу метеорной ионизации.

Ионизация,

ответственная за /^-рассеяние, ориентирована вдоль

силовых ли­

ний магнитного поля Земли.

 

 

 

8 . По утверждению авторов описанных экспериментов,

ни од­

на из моделей,

рассмотренных рядом исследователей,

не

 

■пред­

ставляется удачной

для объяснения фактов, изложенных

в

[5і] .

Для дальнейших

исследований авторы [58] указывают

на же­

лательность накопления экспериментального материала о

суточном

и сезонном ходе

Н£-рассеяния, чувствительного к расположению

рассеивающих

центров,

зависимости от высоты отражения,

частот­

ной зависимости, скорости замирания и корреляции

с

другими

геофизическими явлениями.

 

 

 


Для дальнейшего изучения характера Не-рассеяния было зна­

чительно увеличено

количество

экспериментов. В [5 9 , 60 ]

при­

водятся некоторые

результаты

второго цикла экспериментов

с до­

полнительными подробностями,

касающимися их постановки.

 

ІИ. Результаты второй серии экспериментов, а) Расширение эксперимента на частоте 200 МП*. В отличие от первой серии экс­

периментов,

во второй

увеличено

количество

приемных

пунктов

(на той же

трассе, р и с .'22).

Использовались

те же импульсныйп&-

педатчик и передающая антенна с

шириной диаграммы

направленно­

сти главного лепестка 2,5°

по

азимуту и 1,8° по

вертикали (по

половинной мощности). Ось главного лепестка была поднята

над

горизонтом на 2 ,5 °,

достигнув высоты активной зоны в

100 км

на расстоянии 850 км от передатчика.

Приемная антенна стационарного приемного пункта в Борриго,

состоящая из 64 десятиэлементных директорных антенн, в

данных

экспериментах использовалась как стандарт не вся, а

только чет­

вертая

часть ( 4 x 4 )

с шириной лепестка 12°,

что давало

усиле­

ние в 21,5 дБ по отношению к изотропной антенне.

 

 

 

 

Для

изучения зависимости

А/£-рассеяния от различных

по­

ложений приемного пункта и угла рассеяния вперед были взяты три

приемных участка поперек зеркальных контуров (рис.22):

 

на

мак-

сималыіом расстоянии от "активной зоны" - Койот-Уэлс,

 

Борриго,

Джошуа-Три; на середине пути -

Ногалес, Таксон, Оракл-Джаншен;

в сторону

обратного

рассеяния -

Пресидио и

Валентайн.

 

Во время

испытаний

на втором и третьем участках продолжала

действсвать

установка

в Борриго для

сравнения полученных результатов.

Ста­

ционарная трасса Техас (место нахождения передатчика) -

Борриго

действовала один раз в две недели в течение года для

получения

сезонных результатов и наблюдения за влиянием метеорных

ливней

на процесс

/7£-рассеяния.

 

 

 

 

 

 

 

б)

Организация эксперимента на частоте 106 МГц.

Для полу­

чения

сведений

о зависимости

Н£-рассеяния от частоты

были ис­

пользованы

в качестве

передатчика

радиолокационная установка

Стенфордского научно-исследовательского института (на

 

частоте

106 МГц) и две

приемные передвижные

станции. На рис.

27

 

приведе­

на геометрия использованной трассы. Один приемник

был установ­

лен в районе Игл (штат Колорадо) на дуге большого круга,

дру­

гой -

около Холбрука

(штат Аризона)

на зеркальном

относительно

магнитного

поля контуре, проходившем через Холбрук и

Стенфорд;

60-футовая

отражательная антенна была передающей, а

 

портатив­

ная 28-футовая

- приемной.

 

 

 

 

 

 

 

67