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

со

8 Я 2і г <pz

rA

2J exp

r d (p —

t/z

( І . І О )

[ в Я г і

2]

Выражение

d&

(1.2) содержит член

в я г т 2

. Ес­

Г2exp

Л

А 2

ли Т

»

>то экспоненциальный

член

очень мал.

Если

2J >ѵе

Г «

,

то

экспоненциальный член

близок к единице,но Тг

мало.

Таким

образом, оптимальное рассеяние

при заданной

длине

А

.

( ІД І )

Т * / п * г ), д

( 8 я г)

В таком случае

ехр ~ 8 я г Гг / А г

0,37 .

(І.І2)

Учитывая (І.ІО )

- ( І .І 2 ) , получаем для

оптимальной удельной

эф­

фективной

площади рассеяния

,

I

,

f ( H W V Л г

А

^ - ( г я )

J?

A«

[

/V

J

8 Я г L

(°>3 7 ) r

=

/V

1

1

( A N

V

г Л 5

(І.ІЗ )

* г

Ь г ) - —

° ’ 37 ■

N

'

Следовательно,

эффективная площадь рассеяния

определяется

вы­

ражением:

S = 6ß h 'd

=

-^т,

& N

- А 3

} 3 7 )

(1 .14)

N

8

h d 0

/ѵ

где h' ~

вертикальная

протяженность объема рассеяния;

d -

эф­

фективная глубина объема рассеяния.

Обычный расчет мощности на входе приемника дает в этом слу­

чае

Р =

Рг У 2А г

,

,

( І . Ш

.

<э' h d

R

(4Я).3 г і)

уз

Зависимость выражения

Г г екр

JZ

J

от частоты

при

пос-

тоянном Т

приведена

на рис

4. Для частот,

используемых в

данном

эксперименте

(18

и

30

МГц),

можно

принять

Т ■

А

(8Ptz) t/z

«

/ А / .

Тогда

зависимость выраже­

ния

8 Я г Т г

Т гежр

от .длины волны дается верх­

ним графиком рис. 4.

Общую же

зависимость

мощности сигнала

на

входе

приемника от

А

можно

найти,

используя

соотно­

шения

( I .I 5 ),

(1.14)

и

( I .I I )

Частота,

МГц

S ( 4 ;

>)3 ‘

1

h

' d

' Р Iі~с~. 4

А *

N

т .е . обратнорассеянная мощность пропорциональна пятой

степени

длины волны

( Ру ~ Л s

).

Однако

экспериментальные данные

(для частот 18

и 30

МГц)не

ми могло быть вызвано тем, что функция автокорреляции

неодно­

родностей не является гауосовоіі и возможен целый спектр

разме­

ров неоднородностей. ■

ния

эксперимента;

экспериментальные характеристики наблюдаемых

ахо-сигнш'ов

близки к предсказываемым теорией Букера для рас­

сеяния на ■чизотропных поленаправлеиных неоднородностях;

-

эквач и'иальное

рассеяние

сигнала наблюдалось как от

слоя

Е

,

так п от

слоя

F

. От слоя

Е

рассеяние наблюдалось поч­

ти

ежедневно,

и рассеивающий объем простирался на высоты от

100

до 200 км. Отражение

от слоя

F

наблюдалось не так часто

и

возникало вблизи максимума концентрации слоя;

- появление сигнала на востоке

раньше, чем на западе,и

его

исчезновение

в таком

же порядке

свидетельствует о сильном вли­

янии Солнца в

экваториальной

области на формирование такого

сиг­

ории Букера

определено среднее

квадратичное

отклонение

элек­

тронной

плотности -

около І0~^{

-

были

оценены размеры неоднородностей.

В предположении

Гауссова закона распределения электронной концентрации

в

неод­

нородностях,

определены их поперечная (порядка I м)

и продольная

(более 3Ö м) корреляция для использованных в данном

экспери­

менте частот. Сделан вывод, что поперечная корреляция

должна

быть порядка I м, но может быть и меньше. Продольная корреляция

должна быть, по крайней мере, 30 м, но может достигать

и

боль­

ших величин

(порядка

100 - 300 м )..

На средних широтах проведено значительно меньше

экспери­

ментальных исследований.

Накале

[20] ,

анализируя

некоторые

экспериментальные ре­

зультаты по обратному рассеянию радиоволн от поленаправленных

анизотропных неоднородностей ионосферы в

диапазоне длин волн от

0,5 до

15 м, сопоставляет (качественно)

хорошо изученные

авро­

ральные радиоотражения с аналогичными сигналами на средних

и

низких широтах. Выяснилось, что радиосигналы обратного

рассе­

яния от ионосферы как в полярной

зоне, так и вне ее

свидетель­

ствуют

о наличии небольших неоднородностей,

вытянутых

вдоль