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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 0

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

отклонение, радиус

корреляции,

спектр частот, коэффициент

мут­

ности) .

 

 

 

У. Активность

/-/£-сигналов. Вспышкообразные, квазинепре­

рывные и "фоновые"

сигналы

^-рассеяния относятся по

своим

основным признакам

к дискретным видам распространения

радио­

волн,

хотя диапазон

продолжительности различных сигналов очень

широк.

Поэтому возникает необходимость, с одной стороны,

иссле­

довать параметры совокупности таких дискретных сигналов,не вни­ кая в их тонкую структуру, с другой.- необходимо изучение их тон­ кой структуры ввиду довольно большой продолжительности отдель­ ных радиосигналов.

При дискретных видах распространения крайне необходимо ис­ следовать степень их активности, т .ѳ . такие параметры, как, на­ пример, частота появления и продолжительность сигналов, суточ­ ный и сезонный ход, распределение по уровням и длительностям и др. Это особенно важно в целях прогнозирования. Здесь необхо­ дим статистический подход, отличающийся от применяемого при изу­ чении тонкой структуры сигнала.

На первых порах можно использовать хорошо проверенную при изучении метеорного распространения методику дискретной статис­ тики, хотя в данном случае встречаются определенные трудности при оценке интенсивности продолжительных вспышек.квазинепрерывных сигналов и даже коротких вспышек при одновременном прохож­ дении фонового сигнала. При исследовании интенсивности Hg-сиг­ налов использовались данные летних экспериментов 1970 г . и час­ тично - осенней экспедиции 1971 г. [78 , 89 , 95 ] . Приемные трак­

ты в

этой

серии экспериментов работали в логарифмическом режи­

ме и дозволяли регистрировать сигналы без существенных

искаже­

ний до

50

дБ выше уровня космического шума и шума

приемника.

При

этом для оценки вспышкообразных

/-^-сигналов

использо­

вались только те, уровень которых превышал 0,3 мкВ.

Продолжи­

тельность

вспышек оценивалась по уровню 0,1 мкВ, оценка актив­

ности

/^-сигналов проведена

только на частоте

74

МГц.На дан­

ной

трассе

эффективная длина волны (Аѳ ~ Л sec Ѳ ,

где

Ѳ -

угол

рассеяния)

составляла 19 м.

 

 

 

 

 

 

 

Уа. Интенсивность ^прохождения вс.пышя_ообразнцх_ сигналов.

Рас­

пределение

пиковых амплитуд.

При определении

характера

рас­

пределения пиковых амплитуд вспышкообразных сигналов(всѳх видов) нас интересовала лишь закономерность этого распределения для вы­ явления природа неоднородностей, ответственных, за такие радио­

100

отражения. На рис. 44 представлен экспериментально

полученный

графил,

позволяющий четко выявить типичный вид метеорного

рас­

пределения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суточный ход процентного вкла­

 

 

 

 

 

 

да отражений различных видов в

об­

 

 

 

 

 

 

щую численность

отражений

Р Л/

%.

 

 

 

 

 

 

Из графиков суточного хода процент­

 

 

 

 

 

 

ного вклада

отражений

 

различных

 

 

 

 

 

 

видов в

общую численность по уров­

 

 

 

 

 

 

ню 0,3 мкВ (рис.45) видно, что наи­

 

 

 

 

 

 

больший численный вклад дают вспыш­

 

 

 

 

 

 

ки I вида (80

-

90$), При этом

не-

 

 

 

 

 

 

федингующие

(I

кривая)

 

составляют

 

 

 

 

 

 

73-83$,

а федингующие

(Q кривая) -

 

 

 

 

 

 

7 - 15$.

Сигналы Швида

 

(кривая Ш)

 

 

 

 

 

 

составляют окало 10$ от общей чис­

 

 

 

 

 

 

ленности. Вспышек П тина совсем ма-

о,5

0,25

0

0,25 0,5 о,75 (дЦмкв

ло, и в

течение суток'их численность

 

 

 

 

 

 

изменяется в пределах 0,13%<Р^(П)^

 

Р и с. 44

 

< 0,9$.

Общее

число

нефедингующюс

сигналов -

74-83$, в то

время как федингующие вспышки всех видов, в

том числе и П

(кри­

вая ІУ ),

составляют всего

17-26$. Этот процентный вклад отдель­

ных видов вспышкообразных сигналов

отличается

Ът

аналогичных

данных для двух метеорных трасс,

описанных в

[90,

109] . Авто­

ры приводят результаты для различных

электронных

плотностей:

в наших экспериментах выше процент вспышек I

вида,

ниже Ш вида

и значительно меньше вклад вспышек П вида. _Стадистические..данные, полученные нами, бли­ же к полученным этими ' жёавтораш на широтной трас­ се, расположенной за по­ лярным кругом, однако в на­ ших экспериментах значи­ тельно ниже процент вспы­ шек П типа, хотя мощность в

2-4 раза больше, чем в вы­

шеуказанных

экспериментах.

Кроме

того,

мы

пользова­

лись

54- и 112-элементными

передающими антеннами,

в то

время как в указавшие работах ис­

пользовались семи- и десятиэлементные. Необходимо также

отме­

тит5' что в наших экспериментах излучение направлялось

не

вдоль

дуги большого круга передатчик-приемник, а под углом

около 22°

к северу от этой лилии.

 

 

 

Суточный ход ггоонентного вклада отражений различных _ вздор

в общую длительность

At % . При оценке вклада различных

ноги-

шек в суммарную длительность

и суточного хода средней

нг-ѵа-іъ-

ногти отражений использовались только вспышки, длчтельигѵ. >■», ко­ торых превышала I с по уровню 0,1 мкВ. Их численность состав­ ляет 34# от общего количества, однако по продолжительности они занимают основную долю времени прохождения сигнала. На ряс.45 приведены графики суточного хода процентного вклада отражений различных видов в общую .длительность Рг %. Характерно,что для немногочисленных вспышек Штппа имеет место наибольший вклад в общий баланс прохождения вспышнообразных сигналов, который со­ ставляет 35-57# (кривая УП).Существенная доля длительности (73- 8 9 # ),занимаемая федингующиш вспышками (У1Ч кривая).подтвержда­ ет важность изучения корреляционных зависимостей таких сигналов с точки зрения их практического применения. Процентный времен­

ной вклад

малочисленных вспышек П вида

в различные часы содер­

жится

в

пределах 0,14 - 4,4#.

 

 

 

 

 

 

 

Как видно, на трассах, где активные зоны

# -рассеяния и

метеорные отражения частично перекрываются, вклад в

активность

прохождения вносят как обычные метеоры,

так

и магии піо-ориеяти-

рованкнѳ

неоднородности. При этом на исследуемой трассе

доля

метеорных отражений в общей численности

вспышкообразных

сигна­

лов доминирует, в то время как основной

вклад в

общую длитель­

ность вносят сигналы

Н£-рассеяния. Из анализа данных

следу­

ет, что

процентный вклад федингукхцих сигналов в

общую

длитель­

ность несколько выше в ночные и утренние часы и

ниже -

в

ве­

черние, в то время как у нефедингующих сигналов

изменения про­

исходят в обратной зависимости.

 

 

 

 

 

 

 

Суточный хпгг спепней длительности

отражений

 

(рис.46).

Суточный ход средней длительности нефедингующих сигналов

напо­

минает типичный суточный ход метеорного

распространения:

сла­

бый миниодм в утренние часы и

максимум - в

вечерние.

Остальные

вида флуктуирующих сигналов характеризуются некоторыми

особен­

ностями. У фединг,угощих вспышек всех видов

отмечается

 

минимум

в 12-15

ч

по местному

времени.

Так как

эти

сигналы дают

основ-

102

ной вклад в

общую продол-

тс

о -

I вид несред.,

л -

III вид,

 

жителъность

 

вспышкообраз-

< а -

I вид сред.,

л -

Тср общее

яых сигналов,

то общая сред­

 

 

 

 

 

 

няя длительность,

включая

 

 

 

 

 

 

и "незеркальные"

отраже­

 

 

 

 

 

 

ния, также

минимальна

в

 

 

 

 

 

 

эти часы. Наши эксперимен­

 

 

 

 

 

 

ты свидетельствуют1 о

раз­

 

 

 

 

 

 

личии в суточном

ходе

и

 

 

 

 

 

 

о значительно

большей сред­

О

 

06

12

18

Т, ч

ней длительности

фѳдингу-

 

 

 

Р и с . "46

трасс

ющих сигналов

по

сравнению с данными метеорных широтных

[і0 9 ] . Особенно

надо

отметить большую продолжительность

неко­

торых вспышек П вида, достигающих 2-5,

а в

отдельных

случаях -

десятков минут. Эти немногочисленные

сигналы

заметно

увеличи­

вают

среднюю длительность, колебавшуюся

в

наших эксперимен­

тах в

пределах 4 -

49 секунд.

 

 

 

 

 

Сравнительно

большие значения средней

длительности вспышек

Швида и особенно "кезеркального" отражения не следует относить

к

возможным отражениям от спорадических

слоев £ э .

Во-первых,

в

эксперименте не обнаруживается полуденный максимум

коэффици­

ента заполнения (рис.4 7),что характерно

для Es отражений Сбб];

во-вторых, отличается

суточный ход средней

длительности

сигка-т

лов (в описываемых опытах минимум наблюдается в полдень,

в то

время как у

-отражений в

это

время бывает максимум),

 

Коэффициент

 

 

 

7.

 

 

 

заполнения. %

 

 

 

Коэффициент

заполнения

^

- 30-

 

 

 

одна из основных величин,

ис­

 

 

 

пользуемых при прогнозирова­

 

 

 

нии метеорного раснростране- го-

 

 

 

ния радиоволн С Н О ] .

С

по­

 

 

 

 

мощью интегральных счетчиков

 

 

 

 

определялся

общий

коэффици­

 

 

 

 

ент заполнения по различным

 

 

 

 

уровням для всех типов и ви­

 

 

 

 

дов сигналов

[9 5 ] „

Однако

 

о,6

12

 

величина общего

коэффициен-

q

 

та заполнения не

показатель-

 

 

Р и с. 47

 

на .для выявления характерных черт отдельных типов сигналов.Ііо— этому необходимо определить коэффициент заполнения для каждого

вида сигнала по записям

на диаграммной ленте. Мы

определяли су­

точный ход коэффициента

заполнения для каждого типа и вида сиг-

^а|ов(цак вспышкообразных,так и квазинег.рерывных)

по уровню

ЮЗ

Из графиков суточного хода среднего значения коэффициента запол­ нения различных ввдов вспышкообразных оигналов(рис.47) очевидно,

что наибольший вклад дают федиягующие вспышки.

Но самое

важное

здесь -

это ярковыраженный метеорный характер

суточного

хода

всех видов вспышек. В период интенсивного прохождения

квазмне-

прерывных

-сигналов, как это было во время летней экспедиции

1970 г ,,

суточный ход общего коэффициента заполнения

(определя­

емый по интегральным счетчикам) может существенно отличаться от

хода вспыткообразных

АА-сигналов.

На рис.48 представлен суточ­

 

 

 

 

 

ный

ход усредненного

 

 

 

 

 

коэффициента заполнения,

 

 

 

 

 

здесь частично содержа­

 

 

 

 

 

тся и вспышки, вошедшие

 

 

 

 

 

в график 47. На рисунке

20

22

0

02

04

0бТ,ч явно виден вклад квази-

 

 

 

 

 

непрѳрывных сигналов

в

 

. ..

Р и с •

48

 

промежутках 20 - 23 ч

и

 

 

 

 

 

1 - 4

часа.

 

 

 

 

 

 

Распределение

длительности

 

 

 

 

отражений.

Так как

вспышки

дли­

 

 

 

 

тельностью менее I

с были явно ме­

 

 

 

 

теорными, более подробно нами ис­

 

 

 

 

следовались

вспышки длительностью,

 

 

 

 

превосходящей I секунду.

 

Интег­

 

 

 

 

ральное распределение

исследуемо­

 

 

 

 

го

объема данных представлено

на

 

 

 

 

рис.49. График (а)

найден

на

ос­

 

 

 

 

нове анализа 37260 вспышек,из ко­

 

 

 

 

торых 12753

имели

длительность,

 

 

 

 

превышающую I с. Кривая (б) пред­

 

 

 

 

ставляет

 

распределение

 

только

 

 

 

 

вспышек с длительностью более I с.

 

 

 

 

Сравнение

с распределением

дли­

 

 

 

 

тельности

метеорных отражений [90]

 

 

 

 

показывает, что в наших

экспери­

 

 

 

 

ментах

присутствуют вспышки более

 

 

 

 

длительные,

даже

по сравнению

 

 

 

 

только

с федингугацими метеорными.

 

 

 

 

 

Существование

более длитель­

 

 

 

 

ных вспышек на исследуемой трассе

 

 

 

 

при данной постановке эксперимен­

 

 

 

 

та вполне

объяснимо.

На

 

широт­

 

 

 

 

ных

трассах, как отмечается

в

 

 

 

 

много

 

метеоров,

ориентируемых

вдоль

силовых линий

магнитного

поля

Земли,

тогда

как

боль­

шинство

метеорных

следов,

обнаруженных

на

меридиональных

трассах,

составляют

с

направлением

магнитного

 

поля

боль-

104

Смотрите также файлы