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
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