Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://rp.iszf.irk.ru/texts/school/VZ/index1.htm
Дата изменения: Thu Jan 23 06:22:54 2003
Дата индексирования: Mon Oct 1 20:50:37 2012
Кодировка: Windows-1251
Вертикальное зондирование ионосферы. Лекция 1.
rp.iszf.irk.ru

ВЕРТИКАЛЬНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ИОНОСФЕРЫ

Лекция 1

Курс краткой истории

1878г. Стюарт высказывает предположение о существовании верхних проводящих слоев атмосферы, основываясь на периодических возмущениях магнитного поля земли.

1902г. Кеннели и Хевисайд выдвинули гипотезу о проводящем слое для объяснения распространения радиоволн на большие расстояния.

1925г. Эпплтон, Брайт и Тьюв обнаруживают отражение радиоволн от области атмосферы на высоте ~100 км. Отражающая область получает название "Е-слой " (электронный слой), позднее появляется название ионосфера.

Принцип построения ионограммы

Сигнал на несущей частоте, огибающая сигнала Построение ионограммы
Ионограмма - это множество точек на высотно-частотной плоскости, где амплитуда превышает заданный уровень. Другое название ионограммы - высотно-частотная характеристика (ВЧХ).

Распространение радиоволн в ионосфере
Получение диэлектрической проницаемости ионосферы

Уравнение движения электрона в поле падающей волны:
Уравнение движения электрона в поле падающей волны
где me - масса электрона, e - заряд электрона, E - напряженность электрического поля,
круговая частота радиоволны - круговая частота радиоволны.

Выражение для плотности тока: Плотность тока N - электронная концентрация.

Связь плотности тока, напряженности электрического поля и диэлектрической
проницаемости Диэлектрическая проницаемость :
Связь плотности тока, напряженности электрического поля и диэлектрической 
проницаемости

В итоге получаем:

Схема отражения радиоволн от ионосферы:

Схема отражения радиоволн от ионосферы Электронной концентрации не однородна по высоте:
N = N(z), .
Распространение радиоволн происходит в неоднородной ионосфере

Приближение геометрической оптики

Отражение происходит на высоте z = h, где , т.е. где fp(z)=f.
Если везде или отражения не происходит.





Коэффициент отражения в приближении геометрической оптики

Квазимонохроматическое приближение

Действующая высота: Действующая высота

Параболический слой Параболический слой

Nm = 4.5x105 см-3 - максимальное значение электронной концентрации;
= 6 Мгц - критическая частота;
zn = 100 км - высота начала; zm = 300 км - высота максимума.

Ионограмма для модельного параболического слоя

Ионограмма для модельного параболического слоя

Реальная ионограмма

Реальная ионограмма

Видно, что модель может интерпретировать только один след на ионограмме.

Двойное лучепреломление. Учет магнитного поля Земли.

где H0 - напряженность магнитного поля Земли.

fH - гирочастота электрона, для H0 = 0.5эрст fH = 1.4 МГц,
- угол между направлением распространения радиоволны и вектором H0 ,
соответствует обыкновенной волне (о - волне),
соответствует необыкновенной волне (x - волне).
, при , т.е. при f=fp, таким образом fmo=fm !!!
, при , т.е. при ,
таким образом ,
таким образом .


http://rp.iszf.irk.ru/texts/school/VZ/index1.htm
Дата последнего изменения: 23.01.2003.