Доплерівське зміщення частоти ВЧ радіохвиль у іоносфері на gохилих радіотрасах
DOI:
https://doi.org/10.26565/2311-0872-2023-39-05Ключові слова:
іоносфера, похиле ВЧ радіозондування, закон відбиття, максимальна застосовна частота, рухоме іоносферне збурення, доплерівське зміщення частоти, відносне збурення, концентрація електронів.Анотація
Актуальність. Іоносфера широко використовується в якості каналу в радіозв’язку, радіонавігації, радіолокації, дистанційному зондуванні Землі з космосу, а також в радіоастрономії. Для виявлення змін параметрів радіоканалу та динамічних процесів у іоносфері доцільно використовувати вимірювання доплерівського зміщення частоти та амплітуди радіосигналів ВЧ діапазону на похилих радіотрасах різної орієнтації. Доплерівське радіозондування має високу чутливість до динамічних процесів у іоносфері. Актуальною задачею є подальший розвиток теоретичних основ похилого ВЧ радіозондування іоносфери як основного простого та дешевого методу моніторингу іоносферного радіоканалу.
Метою цієї роботи є розвиток теоретичних основ доплерівського радіозондування іоносфери на похилих радіотрасах і отримання простих аналітичних співвідношень для доплерівського зміщення частоти.
Методи і методологія. Для розвитку теоретичних основ похилого ВЧ зондування використано сферично-шарувату модель незбуреної іоносфери, періодичну та аперіодичну моделі збурень у іоносфері. В якості вихідних залучені показник заломлення ізотропної іоносфери без втрат, закон Снелліуса, загальна формула для доплерівського зміщення частоти. Основний метод – аналітичні обчислення.
Результати. Для сферично-шаруватої іоносфери отримано скоригований закон секанса, який описує умову відбиття ВЧ радіохвилі від ізотропної іоносфери без втрат. Встановлено просте аналітичне співвідношення для оцінки максимальної застосовної частоти на похилих ВЧ радіотрасах за відомим значенням максимальної плазмової частоти. Для умов похилого ВЧ зондування іоносфери отримано прості аналітичні співвідношення для оцінки відносної амплітуди квазіперіодичних збурень та величини аперіодичних збурень концентрації електронів
у іоносфері. Продемонстрована застосовність отриманих співвідношень при використанні на практиці.
Висновки. Розроблена методична база для практичного її використання під час похилого ВЧ зондування іоносфери.
