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

налов

от угла

Ф . При этом луч антенны имел

последовательно

углы

наклонов

20,

18

и 16°

и азимут

15°

в .д .

Затем та

же

се­

рия наблюдений проводилась при азимуте 75°

в .д . Полное

время

наблюдения при каждом положении луча

- примерно 26

ч,

В табл.

5

сведены результаты наблюдений метеорных отражений.

В пяти

из шести

положений луча

число

отражений практичес­

ки одинаково,

однако

из

области, где

Ф ~ 0

,

оно

оказывается

наибольшим. Распределение длительности отраженных

сигналов

при

каждом положении [ІЗЭ] показывает,

что все

они,за

исключением

одного,

сходны между

собой

и имеют максимум в

интервале

от

0,06

до

0,12

с.

Распределение

же

для

сигналов

из

области

перпен­

дикулярного

отражения имеет максимум в интервале 0,12

-

0,25 с

и больгауто,

по

сравнению

с другими,

долю длительных отражений.

Т а б л и ц а

5

Азимут

Угол

Ф,

Среднее

Полная

интег­

подъема,

град

число от­

ральная

дли­

град

ражений

тельность

от­

в час

ражений,

с

І5 °з.д .

20

+

1,8

2,4

23

18

0,0

3,2

67

75°в.д.

16

-

1.4

2,4

12

20

>+

15

2,5

12

18

>+

15

2,3

22

16

>+

15

1,9

14

Значения длительностей сигналов

при каждом положении луча

(табл.

5)

подтверждают

наличие большой длительности

отражений

от

метеорных следов,

параллельных

силовым линиям. Из тэбл.5 также

видно,что когда

угол

Ф

достаточно

велик,

то не существует боль­

шого различия между числом отражений при углах

возвышения 16

и

20°

и

знак угла

Ф

не

существен. Таким образом.

экепе-

ртоенты показал«,

что

отражения от

метеорных следов,параллель­

ных силовым линиям,

происходят

чаще

и имеют

большую

длитель­

ность,

чем отражения от

непараллельных

силовым линиям

следов.

Метеорные

следы,

параллельные

силовым линиям,

составляют

лишь небольшую

часть

следов,

перпендикулярных

направлению

лу­

ча радиолокатора. Следовательно, если предположить, что

увели­

чение числа отражений и длительности сигналов при угле

наклона

18°

происходит

только

благодаря метеорным следам, параллельным

силовым линиям,

то

окажется,

что даже для

небольшого

увеличе­

ния числа

отражений

в

час и длительности

требуется

увеличе­

ние общего количества метеорных следов

до

значения,

в несколько

раз превышающего нормальное. Наиболее

правдоподобное

объясне­

ние

увеличения

числа

отражений

и длительности

отраженных

сиг­

налов

заключается в

том, что коэффициент

амбиполярной

диффу­

зии поперек магнитного поля существенно занижен. Эффект

умень­

шения коэффициента диффузии конкурирует с "эффектом

конечной

скорости",

снижающим амплитуду

сигналов

на

коротких

волнах

[ 1 4 2 ] .

Поскольку метеоры обладают

конечной

скоростью

распро­

странения,

их следы успевают рассеяться,

прежде чем образуется

полная

зона Френеля.

В результате

эффективная длина

рассеяния

L

будет

гораздо

меньше радиуса первой

зоны Френеля

где

R - дальность. Длина

L ^ Ѵ Г ,

где

V

-

скорость метеора,

Т -

длительность отраженного сигнала, определяемая из

соотношения

Т= л 2/

16

,

и

D

- коэффициент амбиполярн^й диффузии .Тог­

да амплитуда отраженного сигнала будет в

раз

мень­

ше амплитуды,

предсказанной

с помощью простой

теории

Лоувелла

и Клегга [143] . В этих экспериментах

- у * - / V 7"«=

30,

а

ио-

онолвду число

отражений

приблизительно

пропорционально

ампли­

туде, то для часового

числа

получается

соответствующее

пониже­

ние.

В результате

уменьшения коэффициента диффузии

увеличива­

ется

длина рассеяния.

Если коэффициент

диффузии существенно

за­

нижен, то эффект конечной скорости будет полностью

подавлен и

наблюдаемое число отражений возрастет в

30

раз. Такое увеличе­

ние

совпадает

с

увеличением

для метеорных

следов,

параллель­

ных силовым линиям.

Следовательно,

отмеченное увеличение

коли­

чества

и длительности

отраженных сигналов

согласуется с

пред­

положением о

сильном

уменьшении коэффициента диффузии

поперек

магнитного

поля.

При малых длинах волн существует еще один эффект,

сущест­

венно снижающий

число

наблюдаемых отражений

и обусловленный

тем,

дительно показывают, что

большинство вспыткообразннх

сигналов

НЕ~рассеяния на средних

широтах обладают метеорной

природой.

Этот

(факт подтверждается

экспериментами, проведенными

в диапа­

зоне

частот от нескольких десятков МГц до

500

МГц.

Эксперименты на 44

и 74 МГц показали,

что

на средних ши­

ред в общем балансе времени прохождения радиоволн

достаточно

велик. На 200

МГц при рассеянии вперед такие сигналы

также

об­

наруживаются, однако их доля в суммарном времени

прохождения

радиоволн значительно меньше,

чем для вспыткообразннх сигналов.

На 500 МГц при обратном рассеянии

квазинепреривнпе

сигналы

не

обнаружены. Эксперименты на

500 МГц проводились в период

мини-

глума активности Солнца при магнитно-спокойной ионосфере.

Перио­

ды проведения

экспериментов

на

44,

74

и 200 і'ІГц не совпадают

с периодами минимума активности Солнца ; сведениями о

магнитном

состоянии ионосферы в это время

экспериментаторы

не распола­

гали.

Не исключено,

что С139 ]

неоднородности, порождающие

диф­

фузные сигналы, появляются

только

при определенных

значениях

ионосферных токов,

сопровождающихся

соответствующими

магнит­

ными возмущениями

ионосферы.

С другой

стороны, при оценке

воз­

что зависимость мощности рассеянных сигналов от частоты неоди­

накова .для различных типов сигналов. Если мощность

диффузных

мерениям на

44 я 74 МГц), то при вспышкообразных сигналах

эта

зависимость

значительно слабее.

Менее изученные квазинепрерывные

/^-сигналы

схожи

(см.

§2,гл.Ш) с

"диффузными" радиоотражениями от полярной ионосферы,

природа которых также до конца не выяснена.

Возможно, что

в обо­

их случаях

механизм рассеяния один и тот

же,

хотя

первоначаль­

ные источники таких анизотропных неоднородностей

могут быть раз­

личными. Учитывая сходство этих двух видов сигналов,

полезно при­

вести для сравнения краткие сведения о диффузных

радиоотраже­

ниях от полярной ионосферы.

Характер радиоотражений от полярной ионосферы.

Некоторые

исследователи авроральных радиоотражений пытаются

свести все ви­