Влияние нерегулярной структуры ионосферы на характеристики сигналов радиозондирования

• Автор: Жбанков, Геннадий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ВЛИЯНИЕ СРЕДНЕМАСШТАБНОЙ НЕРЕГУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ ИОНОСФЕРЫ НА СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИГНАЛОВ РАДИОЗОНДИРОВАНИЯ
1.1. Обзор экспериментальных данных о параметрах среднемасштабной нерегулярной структуры ионосферы
1.1.1. Волновые возмущения ионосферы
1.1.2. Хаотические неоднородности ионизации
1.2. Основные формулы и приближения, используемые при амплитудно-траекторных расчетах
1.2.1. Пространственно-временная модель среднемасштабных неоднородностей ионосферы
1.2.2. Методика траекторно-амшштудных расчетов
1.3. Численное моделирование развития эффекта многолучевости
1.4. Характеристики суммарного поля многолучевого сигнала
1.4.1. Средняя амплитуда зондирующего сигнала при наличии в ионосфере среднемасштабных неоднородностей электронной концентрации
1.4.2. Использование высших моментов амплитуды для характеристики отраженных сигналов
1.5. Возможная роль среднемасштабных неоднородностей при мощном ВЧ нагреве ионосферы
1.6. Экологический аспект явления многолучевости
1.7. Основные результаты и выводы
Глава 2. ИСКАЖЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ЗОНДИРУЮЩИХ РАДИОСИГНАЛОВ ПРИ НАЛИЧИИ СРЕДНЕМАСШТАБНЫХ ИОНОСФЕРНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
2.1. Поляризация в условиях интерференции двух волн
2.2. Учет отражения от подстилающей поверхности

2.3. Расчет суммарного шля многолучевого сигнала
2.4. Численное моделирование экспериментов по измерению поляризации при отражении от ионосферы
с пространственно-распределенными среднемасштабными неоднородностями
2.4.1. Статистическая модель поляризации сигналов вертикального зондирования
2.4.2. Сопоставление результатов модельных расчетов с экспериментальными данными, полученными в различных широтных регионах
2.5. Представление о среднемасштабной структуре ионосферы как о статистическом поляризаторе и вытекающие из него диагностические возможности
2.6. Основные результаты и выводы

Глава 3. ЭФФЕКТ АНОМАЛЬНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ ОБЫКНОВЕННЫХ ВОЛН В РЕЗОНАНСНОМ СЛОЕ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ СО СТЕПЕННЫМ СПЕКТРОМ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
3.1. Модель пространственного спектра мелкомасштабных неоднородностей ионосферы
3.2. Методы расчета величины аномального поглощения
3.2.1. Определение тензора эффективной диэлектрической проницаемости случайно-неднородной плазмы
3.2.2. Сечение трансформации обыкновенных волн в плазменные
3.3. Результаты численного моделирования эффекта кросс-модового рассеяния обыкновенных волн
3.4. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Развитие методов дистанционного зондирования случайно-неоднородной структуры ионосферы является одной из наиболее актуальных радиофизических проблем, имеющей большое научное и практическое значение.
Существование нерегулярной структуры ионосферы является общепризнанным фактом [1-6]. Его значение определяется геофизическим и радиофизическим аспектами. Наличие неоднородностей обусловлено разнообразными процессами и явлениями, происходящими в плазменной оболочке Земли: распространением гидродинамических и электромагнитных волн, взаимодействием нейтральной и заряженных компонент атмосферы, развитие неустойчивостей и турбулентностей [2,7,8]. Также они могут являться следствием различных гелиогеофизических явлений: землетрясений, извержений вулканов, гроз, солнечных затмений и др. [9]. Информацию о возмущениях электронной концентрации ионосферы'дают, помимо прямых измерений параметров среды со спутников и геофизических ракет, методы дистанционного радиозондирования.
Известны многочисленные радиофизические эффекты, связанные с нерегулярной структурой ионосферы. Это, например, различные виды рассеяния, многолучевость, замирание радиоволн, /'-рассеяние, вариации интенсивности принимаемых сигналов. По-видимому, присутствует и экологический аспект существования возмущений электронной концентрации ионосферы. В последнее время биофизиками обнаружен ряд примеров сильного отклика живых организмов на слабые внешние воздействия [10]. Возможно, какой-либо из механизмов таких воздействий является следствием взаимодействия фонового радиоизлучения с ионосферными неоднородностями.

Л,км А,км
Рис. 1.2. Контурные графики, показывающие зависимость параметров многолучевого отражения — вероятности наблюдения (а) в %, максимального угла прихода (б) в градусах; числа лучей (в) — от характеристик волнового возмущения (длины волны I и амплитуды AN/N). Рассматривается линейный слой с Aq = 100 км и уровнем отражения 256 ksi для волны с частотой 5 МГц; у = 30°. Зондирование производится обыкновенной волной с / = 3 (слева) и 4 МГц (справа).