Файл: Керблай, Т. С. О траекториях коротких радиоволн в ионосфере.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2024

Просмотров: 63

Скачиваний: 0

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

волны, область отражения которой лежит в средней ласти слоя.

Как следует из гл. I, в ряде случаев N (^-распределение лучше аппроксимируется линейным законом. Количественные расхождения при переходе от параболической формы N (h)~ распределения к линейной можно оценить по материалам, приве­ денным в гл.III.

На рис. 28 и 32 сопоставляются высоты отражения и расстоя­ ния в ионосфере для радиоволн одинаковой частоты при рас­ пространении в параболическом и линейном слоях. Из рисунков видно, что наименьшие расхождения в траектории радиоволн, отражающихся от слоев разной формы, имеют место при зна­

чениях

///с < 1 ,0 .

Абсолютные

значения

расхождений увели­

чиваются с ростом

///с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 16

 

 

 

 

 

 

Фо, гр а д

 

5х0Тр

bD-L } км

 

Фо, гр а д

 

 

5.ѵ0 Т [,

 

bD-L т ?;.u

74

 

0,18

 

225

 

 

66

 

 

 

0,28

 

210

72

 

0 ,2

 

225

 

 

64

 

 

 

0,28

 

165

70

 

0,25

 

210

 

 

62,3

 

 

0,14

 

60

68

 

0,28

 

230

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В табл.

16 приведены изменения в

0Тр и в D t при ///с =

2,0,

возникающие при изменении

формы слоя от параболической к

линейной.

Величины бхотр u

öDt

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

меняются немонотонно с умень­

шением

(ро

(ростом Д). При уменьшении ф0 и приближении его

к критическому углу и бх Тр,

и бD t

 

возрастают, достигая

мак­

симума при значении ф0

 

больше

критического на

4 и

°

соот­

ветственно.

Это связано

с

тем, что при изменении формы слоя

0

 

 

 

(ф0)

 

 

(ф0).

 

средних

меняется

характер зависимостей хотр

 

 

и

D t

 

Для

8

 

величин fife, например, ///с =

, , изменения формы слоя при­

водят к изменениям параметров траектории такого

же порядка,

как и изменения /с,

k m и ут.

Для более высоких значений ///с

2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

(///с ~ 3,0)

изменения ионосферных параметров играют большую

роль по сравнению с изменением формы слоя.

Можно считать, что величины расхождений в характеристи­ ках траектории, возникающие при переходе от параболического слоя к линейному, являются максимальными. При изменении формы слоя от параболы к бипараболе, косинусоиде и другим возникают меньшие расхождения в характеристиках траектории.

128



§4. Вариации характеристик распространения радиоволн, связанные с нестабильностью параметров ионосферы

Как уже упоминалось выше, ионосфера и, в частности, область F характеризуются большой изменчивостью. Параметры слоя F2 в спокойных условиях изменяются ото дня ко дню в довольно широких пределах. Характеристики изменчивости ионосферы в настоящее время изучены достаточно подробно [119, 120] и могут быть учтены при расчете средних параметров траектории.

Использованные для расчета табл. 14 изменения /с, hm и у т примерно соответствуют средним квадратичным отклонениям этих параметров от месячной медианы (изменения hm в 50 км являются несколько завышенными). Таким образом, таблица дает примерную количественную характеристику вариаций А и D , вызванных среднеквадратичными отклонениями ионосферных параметров.

В работе [122] приведены вариации углов прихода и МПЧ, определенные другими методами для одиоскачковых радиолиний протяженностью от 1000 до 3000 км. Характер вариаций А, D и МПЧ вследствие изменчивости параметров ионосферы и по­

рядок

величин

отклонений, полученные в работе

 

], такие

же,

как и в

табл. 14, несмотря на

различие

методик расчета,

ведущее к некоторым различиям в

численных

величинах.

 

1122

Результаты расчета А, МПЧ и их вариаций вследствие из­

менчивости ионосферы приведены в табл. 17 и 181.

Эти расчеты

выполнены для

радиолинии

протяженностью

— 2800

км, про­

ходящей в полосе широт

50—60° С,

имеющей широтное направ­

ление.

Уровень

солнечной активности принят

 

W = 70-т-80.

В

табл. 17дприведены МПЧ в Мгц и углы прихода в градусах

при

работе

на

МПЧ,

полученные

при

медианных

значениях

/с,

hm, ут и при изменении

/с, Ігт

и

ут на

среднеквадратич­

ные

отклонения

а, знак которых выбран таким

образом, что

достигаются

максимальное и

минимальное значения МПЧ. В та­

блице

также

указан способ распространения радиоволн. Средне­

квадратичные отклонения параметров ионосферы учтены только для слоя F2, они взяты нз [291, расчеты МПЧ, А, D и их вариаций произведены по методике 154]. Из таблицы следует, что измен­ чивость ионосферы ведет к изменениям МПЧ F2 обоих зна­ ков, не превышающим 20%, углы прихода МПЧ при этом из­ меняются в пределах + 2° (в тех случаях, когда не меняется способ распространения).

В табл. 18 для той же радиолинии приведены изменения углов прихода радиоволны с фиксированной частотой. Для двух рабочих частот — 10 Мгц (первая половина таблицы) и 15 Мгц (вторая) рассчитаны значения А при средних значениях /с, hm,

1Авторы выражают благодарность Л. Н. Лиховой, предоставившей им ре­ зультаты своих расчетов, включенные в табл. 17— 19.

5 Т. С. Керблаіі, Е. М. К овалевпаш

129


 

 

 

 

Т а б л и ц а

17

 

 

 

 

 

Время,

 

м п ч0

 

(МПЧ + 5МПЧ)тах

(МПЧ + БМПЧ)т1п

Сезон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

час

2Е

1F I

1F 2

iFi

iF 2

1F 1

IF 2

 

 

Зпма

00

 

 

8 ,2

 

 

9 ,2

 

 

6 ,8

06

 

 

11,3

 

 

12,8

 

 

10,2

 

12

 

 

30,1

 

 

34,1

 

 

29,8

 

18

 

 

14,6

 

 

18,0

 

 

11,5

Лето

00

 

 

16,0

 

 

18,4

 

 

12,3

06

12,5

13,1

20,2

 

 

23,2

 

 

17,0

 

12

16,5

20,8

21,2

 

 

24,4

 

 

17,5

 

18

8 ,5

14,2

19,5

 

 

21,4

 

 

17,6

Осень

00

 

 

11,8

 

 

13,8

 

 

9,7

06

9 ,8

13,3

17,8

 

 

21,9

 

 

16,6

 

12

13,2

18,9

25,9

 

 

32,3

 

 

22,5

 

18

 

 

21,6

 

 

25,5

 

 

18,2

 

 

 

Т а б л и ц а

17 (окончание)

 

 

 

 

 

Время,

 

д 0

 

 

(Д + 5Д)тах

(Д +

БД)т і n

 

Сезоп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

час

2 Е

1 F I

іF 2

2 Е

1F I

1F 2

2 Е

1Fl

1F 2

 

 

Зпма

00

 

 

13,0

 

 

13,5

 

 

11,5

06

 

 

9,2

 

 

11,5

 

 

7,0

 

12

 

 

8,5

 

 

9 ,0

 

 

6 ,5

 

18

 

 

8 ,2

 

 

10,3

 

 

6,5

Лето

00

 

 

13,0

 

 

14,5

 

 

12,5

06

8 ,0

8 ,0

12,0

 

 

12,0

 

 

12,0

 

 

 

 

 

 

12

8 ,0

9 ,0

15,0

 

 

15,5

 

 

12,0

 

18

8 ,0

8 ,0

12,5

 

 

12,5

 

 

12,5

Осень

00

8 ,0

8 ,0

13,0

 

 

14,2

 

 

12,0

06

8 ,0

8 ,0

12,0

 

 

12,5

 

 

9,0

 

 

 

 

 

 

12

 

 

12,5

 

 

12,5

 

 

9,0

 

18

 

 

10,0

 

 

10,0

 

 

8 ,0

ут и синхронных флуктуациях hm и ут, положительных и отри­ цательных, при постоянном /с, а также положительных и отри­ цательных флуктуациях /с при постоянных hm и у т. В таблице указаны также отношения данной рабочей частоты к /с, приня­ той в расчете. Из таблицы следует, что изменения А в этом случае

130


Т а б л и ц а 18

 

средние

l a F S

среднее

 

\n, ѵ т

средние

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время,

 

 

 

Д,

г р а д

•*С

-1-

а

С

ч а с

 

 

 

 

 

 

/./с

Д, г р а д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Л, ѵ ) +

а (h, V ) о

///с

 

Д, г р а д

и в

Д, г р а д

00

3,03

 

 

 

 

2,64

 

4,5

 

 

06

2,56

6,8

8,3

 

3,4

2,22

 

3,04

7,0

12

1,0

3,0

3,0

 

1,6

0,9

 

3,0

1,07

3,0

18

2,09

2,8

4,9

 

2,5

1,82

 

2,5

2,44

3,6

 

 

 

Т а б л и ц а 18

(окончанію)

 

 

'с ,

\п, ѵ т

l „ F S

среднее

 

 

/

1/

 

средние

 

 

 

 

т

; J m

Время,

 

 

д, г р а д

 

 

+ а

 

ч а с

 

 

 

 

 

 

/,7с

Д, г р а д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

('», и) +

О (h, V )

0

/,/с

Д, г р а д

00

6,06

 

 

06

3,84

 

 

2,0

 

 

3,2

12

1,45

3,5

3,4

1,33

18

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а и н е.

Прочерни соответствуют случаям / >

МПЧ.

 

средине

А} - О

/,7с

Д, г р а д

1,61 3,8

такого же порядка, как и для связи на МПЧ (см. табл/ 17). Подробный расчет (табл. 18) проведен для зимнего периода, когда ионосфера может быть аппроксимирована однослойной моделью. Расчеты для дневных условий летнего сезона пока­ зывают, что здесь большую роль играют нижележащие слои (это же видно из табл. 17). Для частоты 10 Мгц основным спосо­ бом распространения является 2Е. Изменчивость ионосферы вызывает в этих случаях, кроме изменений углов Д, переход от одного способа распространения радиоволн к другому.

Количественных оценок влияния изменчивости на харак­ теристики распространения в многослойной ионосфере сейчас нельзя произвести из-за отсутствия систематизированных дан­ ных по изменчивости параметров слоев Е и F1, а также данных

5* 131