ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение метровых волн за счет отражений от ионизированных следов метеоров из "Распространение радиоволн Издание 4 " Так же, как и при тропосферном рассеянии, исследование процесса распространения распадается на две самостоятельные задачи найти выражение для удельной эффективной площади рассеяния а и определить объем, участвующий в создании рассеянного излучения. [c.309] Формула (5.21) показывает, что независимо от принятой модели рассеяния и в отличие от тропосферного рассеяния существует резко выраженная зависимость интенсивности рассеяния от частоты с ростом частоты рассеяние ослабляется. Этим именно определяется возможность использования явления ионосферного рассеяния только в диапазоне метровых волн, притом на волнах длиннее 5 м. [c.309] Формула для удельной эффективной площади рассеяния а получается из выражения (ЗЛ9) путем подстановки в него в качестве параметра рассеяния значения из ф-лы (5.21). Входящий в эту формулу угол рассеяния можно определить по рис. [c.310] Вследствие большей (чем в случае тропосферного рассеяния) высоты рассеивающей области дальность распространения достигает 2000 км. Однако на расстояниях меньше 800 км угол рассеяния 0 принимает столь большие значения, что эффективность рассеяния резко падает. Вторая половина задачи, т. е. определение объема, участвующего в создании рассеянного излучения, решается чисто геометрическим путем находится объем, выделяемый пересекающимися диаг(рам1ма1ми направленности передающей и приемной антенн в рассеивающем слое толщиной Ь (ом. рис. 5.51). [c.310] Заметим, что фактор F, определяющий сложность условий распространения для линий ионосферного рассеяния, принимает значения порядка 10 т. е. примерно те же, как и для кв линий свя-зи в отсутствие ионосферных возмущений. [c.311] Приближенный метод расчета линий связй ионосферного рассеяния. На рис. 5.53 показан построенный по экспериментальным данным график зависимости множителя ослабления при ионосферном рассеянии метровых волн от расстояния для пяти частот. Множитель ослабления соответствует уровню, превышаемому в течение 99% времени [90]. Поль зование графиком иллюстрируется следующим примером. [c.311] Пример 5.5. Определить мощность передатчика, необходимую для обеспечения связи в течение 99% времени на трассе протяженностью 1800 км на частоте 60 Мгц. В качестве антенн используются идентичные устройства с коэффициентом усиления 30 дб. Мощность сигнала на входе приемного устройства должна составлять 5-10 вт. [c.311] Эффект ионосферного рассеяния метровых волн успешно используется для связи на расстояния до 2000 км. По таким лдаиям могут передаваться сигналы с шириной полосы до 6 кгц. Ослабление поля в процессе распространения компенсируется применением передатчиков большой мощности (десять или несколько десятков кет) и применением остронаправленных антенн. Особенно удобен этот способ связи в полярных районах, где всемирные магнитные бури часто нарушают коротковолновую связь, а явления поглощения в полярной шапке происходят сравнительно редко. [c.312] При осциллографировании непрерывно излучаемых сигналов, распространяющихся за счет рассеяния от слоя О, бросается в глаза, что на фоне равномерно флуктуирующего сигнала время от времени возникают более сильные всплески, число которых определяется чувствительностью приемного устройства. Изучение этого явления показало, что такие всплески создаются рассеянием от ионизированных столбов воздуха, возникающих при вторжении в земную атмосферу сравнительно крупных -метеоров. [c.312] Достигшие плотных слоев атмосферы частицы твердого веш.е-ства раскаляются и, в конечном счете, сгорают. Испускаемые раскаленным телом электроны ионизируют окружающий воздух, оставляя за летящим метеором след в виде столба ионизированного воздуха. Начальный диаметр этого столба, по-видимому, не превышает десяти сантиметров. Вследствие молекулярной диффузии диаметр следа быстро возрастает. Спустя примерно полминуты под действием вихревой диффузии начинается более интенсивное расширение следа. Под влиянием воздушных течений и ветроа первоначально прямолинейная форма следа искажается и приобретает подчас весьма причудливо изогнутый вид. За каждые сутки в атмосферу Земли попадают сотни миллиардов таких метеоров, которые образуют ионизированные следы со средней протяженностью до 25 км [90]. Ионизированные следы создаются в интервале высот 80—120 км. Средняя высота расположения ионизированных следов — около 90 км. [c.313] Важной особенностью рассматриваемого способа распространения является то, что рассеяние от только что сформированных ионизированных слоев носит яв но выраженный направленный характер. Оно напоминает скорее зеркальное отражение, чем рассеяние. По-видимому, по этой причине многие специалисты предпочитают говорить не о рассеянии, а об отражении радиоволн от ионизированных следов метеоров. Падающие на ионизированный столб воздуха радиоволны отражаются, главным образом, в to. j направлении, для которого угол отражения равен углу падения. Поэтому из множества метеоров, попадающих в земную атмосферу в районе расположения трассы, для связи можно использовать только те, которые надлежащим образом ориентированы. С увеличением поперечных размеров метеорного следа вследствие процесса диффузии рассеянное излучение теряет свои направленные свойства. [c.313] Поскольку длительность существования ионизированных следом ограничена и обычно колеблется в пределах 0,1— QQ сек, не говоря уже о том, что надлежащим образом ориентированные следы образуются только время от времени, то использование отдельных вспышек ионизации для целей радиосвязи потребовало разработка специальных методов передачи информации. Подобного рода системы связи получили теперь общее наименование систем прерывистой связи . Принцип их действия заключается в предварительном накоплении в специальных запоминающих устройствах передаваемой информации и последующей ускоренной передаче этой информации в периоды возникновения метеорных вспышек. [c.313] Радиосвязь за счет отражения от метеорных следов можно осуществлять только в диапазоне метровых волн. С увеличением частоты электрическая проницаемость ионизированного следа стремится к единице и создаваемая метеорным следом неоднородность становится менее заметной. [c.314] Схема радиосвязи за счет рассеяния от метеорных следов представлена на рис. 5.54. Здесь Л и 5 — конечные пункты линии радиосвязи. Толстой линией показано положение линейного метеорного следа Q представляет собой ту точку на метеорном (Следе, в которой угол ладбния равен углу отражения. Это показано на рис. 5.54 равенством углов скольжения б. Сумма расстояний (Г1 + Г2) до точки Р минимальна. Пунктирной линией показана проекция метеорного следа на плоскость AQB, а угол р представляет собой угол наклона метеорного следа относительно этой плоскости. [c.314] Здесь возможны два предельных случая. Бели метеорный след перпендикулярен плоскости AQB, то р==90°. Если же след лежит в плоскости AQB, то р=0. [c.314] В переуплотненных метеорных следах электронная концентрация в центральной части цилиндрического столба имеет столь высокое значение, что условие fo if уже не соблюдается, поэтому радиоволны не проникают в эту часть ионизированной области (где диэлектрическая проницаемость делается отрицательной), а отражаются от нее, как от металлической цилиндрической поверхности. [c.314] Здесь ехр — основание натуральных логарифмов. [c.315] Раскрывая неопределенность в подкоренном выражении, можно показать, что при =0 оно обращается в нуль. Вторично оно обращается в нуль при (=х При о=т7ехр подкоренное выражение достигает максимума. [c.316] Соответствующая зависимость принимаемой мощности от времени показана на рис. 5.56. Сопоставление графиков рис. 5.55 и 5.56 ясно показывает, что процессы отражения от недоуплотненных переуплотненных метеорных следов существенно отличаются по форме импульсов. [c.316] Вернуться к основной статье