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

ды сигналов к отражению от полярных

сияний, другие

же

ставят

этот вывод под сомнение. Так, при определении термина

"радио-

сияние",

введенного Коллинзом и Форситом

[ 6 6 3 ,

означающего

ионизацию, связанную- с сиянием,

и

приводящего

к

определенным

характерным типам радиоотражений ультракоротких радиоволн,

уже

допущена некоторая

неопределенность

в словах "овязанная с

сия­

нием". По мнению Чемберлена

[ 3 8 ] ,

эта

неопределенность состр­

ит в том,

что не всегда очевидно,

действительно

ли данный

сиг­

нал отражается от полярного сияния.

Большинство исследований радиоавроры "радиосияний"

были

выполнены радиолокационным способом.

Обобщение этих эксперимен­

тов, проведенных до

1956 г .,

было

сделано Литлом [ 149] ,

а

поз­

же Букером [5 0 ] .

Как отмечается

в ряде

работ и в

[б б ]

,

нет

единой интерпретации полученных

экспериментальных данных.

Ис­

пользуя так называемый бистатический метод (наклонное

зондиро­

вание) на

обширной сети трасс (рис.

64),

работая

на нескольких

частотах в полосе 30 - 50

МГц, Коллинз и Форсит

[66 ]

раздели­

ли сигналы, отраженные от

сияния, на три типа:

А ( А,

, Аа , А3),

подобные квазинепрерывнш

Н£-сигналам. £ и S ' t

подобные

сигналам при некогерентном

ионосферном рассеянии. Использова­

ного сияния не ново: к нему обращались

Дайс [ 150 ] , Ловѳл[і 5і ]

и др. Однако работа Коллинза и Форсита

-

первое

целенаправлен­

ное исследование физической природы радиоавроры

и различных ме­

Злк.тги

137

ханизмов отражения. Признаки, по которым Коллинз

и Форсит

раз­

делили

сигналы типа А на три вида - Ар А2, Аэ ,

не очень четки.

Как Ар

так и А2 подобны квазинепрернвным сигналам,

только

ча­

стота замираний у Aj больше, чем у А2, кроме того ,

ракурсная

казали дальнейшие

исследования,

сигналы типа Ад - это

разновид­

ность

сигналов

<5

и

£ ,

все

они

обусловлены рассеянием от не­

однородностей

спорадических

слоев

£ 5

ионосферы.

(

В [66 ]

отмечается,

что на широтных трассах сигналы типа

Aj проходят чаще,

а

на долготных -

очень

редко. Такое

утвержде­

ражения более близки к условиям зеркальности

д7

= 90°,

чем

на

долготных.

Поэтому сигналы типа

Ар

обладающие большей

угло­

вой чувствительностью, на таких трассах не появляются.

Отметим,

что при исследовании прохождения

^-сигналов на частотах

44,

№

74 и 200 МГц условие

зер­

кального

отражения

соблю­

далось полностью (рис.

15).

Как видно, на трассах,

расположенных на неодинако­

вых геомагнитных широтах под

различными

углами

относи­

тельно

направления магнит­

ного поля Земли, суточный

ход

активности

суммарного

сигнала

будет-

различным в

зависимости

от

того,

какие

виды сигнала лучше проходит.

При этом избирательность

по

в

видам сигналов

усилится или

9

ослабнет

в

зависимости

от

90

ширины диаграмм

направлен­

ности

используемых

антенн,

200

400

600

800 й, км

их ориентации и длины вол­

Р и с .65

[бб]

ны.

'/Ніи иная, мі’о сигналы

тш а £

, S

и

А3 распространяют­

ся в основном только через

участки

слоя

£

ионосферы, близко

ник [ 66]

(угол между падающим лучом

и

плоскостью большого

круга не

более 10°), а сигналы типа A

(Aj

и Ag)

рассеиваются

га на

сотни километров

(рис. 65), эти два

типа

сигналов

можно

легко

разделить,

используя

узконаправленные антенны,

как

в

экспериментах на

200 МГц- L 58 -

60 3

или на 74

МГц

[ 88 ] .

В табл. 6 приведен процент

времени прохождения

различных

видов сигнала на трех трассах,

из представленных на рис.

64. В

летних

экспериментах'

1970

г . 1

1

Т а б л и ц а .

6

процент времени

прохождения

Геомаг­

% времени

квазинепрерывного

Н£-сигнала

на широтной трассе

(рис.

16)

Трас­нитная

прохождения

са

широта

при частоте74 МГц был

больше

средней

(ом.раздел Уб, гл.Ш),

несмот­

точки

£

5

й

ря на

то, что

используемая

трассы

9

56,7°

0,25

5,6

3.7

длина волны - короче. Правда,

в осенних экспериментах 1969

8

58,9°

0,2

3,6

5,9

и 1971

гг . на этой же трассе

I

64,0°

1.2

12,14

8,9

процент времени

прохождения

не превосходил значения парамет-

квазинепрерывных

^-сигналов

ра для типа А,

Сравнивая эти сигналы,

надо учесть

различие в

параметрах трассы:

в

экспериментах на

74

МГц условие

зеркаль­

ности отражения

соблюдалось полностью,

в

отличие

от

трасс

I -

9 (рис. 64, 65),

угол рассеяния был более

выгодным,

мощность

передатчика больше, а антенны более узконаправленными.

Аспинал и Хакинс L152 Л и др,

различают два основных

типа

области большой протяженности (возможно, несколько сотен

кило­

метров), и дискретное эхо, отражающееся от сравнительно

неболь­

ших областей (в пределах нескольких километров). По лучу

зрения

могут располагаться несколько дискретных отраженных

центров,

которые неожиданно соединяются в диффузную структуру и

затем

снова распадаются на серию дискретных эхо [4 9 ] .

Суточные вариации авроральных радиоотражений.

При

иссле­

30 МГц Хелгреном и Мѳссом

['16 ] ; на

56 и 106

МГц - Кюри, Фор­

ситом и Вотером [4? ] ; на

72 МГц -

Буллохом и Кайзером [4 9 ]; на

3 0 - 5 0 МГц - Коллинзом и Форситом

[бб];на 216,

388 и .780 МГц -

наблюдаемые сияния. Изменение

типа радиосияния в

зависимости

от широты и радиочастоты затрудняет понимание поведения

суточ­

ного хода

интенсивности прохождения авроральных

радиоотражений

[ 38 ] .

Обычно максимальная активность

наступает вечером до

мо­

мента максимума проявления видимых сияний и может иметь

второй

максимум в полночь или ранним утром.

Всевозможные данные показывают совершенно различное

пове­

дение интенсивности

радиоотражений.

Буллох и Кайзер [4 9 ]

об­

наружили,

что дискретное эхо возникает преимущественно в

полу­

ночные и утренние часы и отсутствует ранним вечером.

Преснел и

ДР. [ 7 7 ]

получили широкий

максимум в полночь для

дискретных

эхо, утренние и вечерние

максимумы и полуночные

и полуденные

ми­

нимумы -

для диффузных эхо.

Коллинз и Форсит

обнаружили,что

все

типы отражений вместе взятые достигают

максимума

сразу

после

магнитной

полуночи.

Однако

сигнал

i m

Aj

обладает

глубоким

минимумом в

полночь,

а вечером и утром -

максимумом ;

сигналы

типов А2

и

Ад

имеют

максимумы после магнитной

полуночи,

а

максимум активности

сигналов

типа

£

и

^

имеет

место

в

полдень.

Раздельный анализ различных типов радиосияний

облегчает

понимание

суточных вариаций

на

разных

станциях.

Лидебранд,

ап­

паратура

которого

позволяла надежно

выделять

отражения

дис-

крѳтног)

типа,

получил для района Колледжа раздельные

суточные

вариаций:

появления диффузных и дискретных отражений [154 ] .Ока­

залось,

что диффузные. отражения наиболее часто

наблюдаются

в

ранние вечерние и утренние часы, в то время как дискретные

-

в

предполуночные*

Исследователи

полярных сияний [55,

154,

155 ]

в

последнее

время

пытаются объяснить

вечерний и утренний

макси •

мумы радиотражений

влиянием ионосферных токов,

а

предполуноч­

ный - связью с

максимумами корпускулярного высыпания.

В принципе [55]

связь

авроральных

радиоотражений

(по край­

ней мере диффузного типа)

с

токовыми

системами в настоящее

вре­

мя не оспаривается [38 , 53 ,

83, 154,

155,

1 5 7 ] .

Основными

ар­

гументами, подтверждающими эту

связь,

принято

считать

рост

Ее-