книги из ГПНТБ / Курганов Р.А. Прогнозирование наклонного рассеивания радиоволн метеорными ионизациями

5

3

2

и углу места для 4-х б-ти часовых интервалов фев­ ральского цикла.

120

вертикальной диаграммы направленности приемных

Распределение зарегистрированной на этой трассе численности по углу места деформировано вследствие действия 2-го интерференционного минимума верти­ кальной диаграммы направленности антенн, но, судя

121

3?j N-v.

/И

/2

S

Рис. 42.

по приближенным оценкам, недеформированное рас­ пределение также псевдорелеевское с параметром

£ = 2,5.

Мода и полуширина азимутальных распределений 12 и 20°, соответственно. Значение моды распределе­

иллюстрирует суточный ход полуширины азимуталь-

122

ных распределений плотности численности и коэффи­ циента заполнения, а рис. 42 характеризует относи­ тельную активность правой и левой зон метеорной области.

Так же, как и для вышеописанной трассы, наличие суточного хода оптимального азимута обусловлено

2.3.3.Сопоставление результатов экспериментального исследования и прогноза направленности метеорного распространения радиоволн

идвумерной плотности

123

на величину эес2 Ф, соответствующую данному эле­ менту • площади опорной плоскости, неправомерен. Очевидно, что увеличение значения эффективной длины волны Х-эесФ вызывает увеличение средней высоты отражения. При этом возрастает значение коэффици­ ента диффузии D и средняя регистрируемая длитель­ ность возрастает не в эес2 Ф раз, а значительно меньше.

Асимметрия экспериментальных карт распределения двумерной плотности численности и коэффициента заполнения относительно линии трассы и наличие суточного хода оптимального азимута свидетельствуют о существенном влиянии неравномерности геоцентри­ ческого распределения видимых радиантов спорадиче­ ских метеоров, которая должна быть учтена при тео­ ретических расчетах. Существующие методики расчета не пригодны для прогноза направленности метеорного распространения радиоволн.

§ 2.4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРАВЛЕННОСТИ МЕТЕОРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОВОЛН

2.4.1. О методах расчета направленности

Произведенное выше сопоставление данных по направленности, полученных экспериментально и путем расчета ранее существовавшими методиками, указывает на неприменимость этих методик для расчета основ­ ных параметров направленности метеорного распро­ странения радиоволн и прогноза его суточного и се­ зонного хода.

Основные причины, вызывающие отклонение рас­ четных данных от соответствующих эксперименталь­ ных: пренебрежение ослабляющим действием началь­ ного радиуса метеорного следа, неучет случайности положения отражающей точки на следе, неравномер­ ности ионизации вдоль следа и распределения ско­ ростей метеоров, пренебрежение суточным ходом средней геоцентрической скорости метеоров, а следо­ вательно и ходом средней характеристической высоты и средней длительности отраженных радиосигналов,

атакже допущение равномерности распределения

124

Расчет карт распределения двумерной плотности численности и коэффициента заполнения, характери­ стических высот и средних длительностей, произве­ денный методом вычисления объемной плотности отражающих точек, позволяет, кроме получения основ­ ных параметров направленности метеорного распро­ странения, исследовать тонкую структуру активных областей метеорной зоны ионосферы, определяющую физические основы направленности.

Произведенная методом объемной плотности оценка показывает, что свыше 70% отражений для метеор­ ных частиц фиксированного радианта и скорости реги­ стрируются с интервала высот Д/z ± 3,5 км от харак­ теристической высоты hx. Поэтому с погрешностью

заполнения по азимуту и углу места методом цилинд­ рической аппроксимации, суммируя величины ДУѴ и для секторов dtydb, имеющих угловые координаты центра, расположенного на характеристической для данного сектора высоте àomv, в заданных пределах.

2.4.2. Анализ результатов прогноза направленности метеорного распространения радиоволн

С целью уяснения тонкой структуры активных об­ ластей метеорной зоны ионосферы и ее суточных и сезонных вариаций по алгоритму метода объемной плотности отражающих точек на ЭВМ М-20 был про­ изведен расчет карт распределения двумерной плот­ ности численности п (х, у), коэффициента заполнения ч\{х, у), средней длительности t(x, у) и характерис­ тических высот hx(x, у) в опорной плоскости для 01, 03,...,21 часов марта месяца и 03, 09, 15, 21 часов июня, сентября и января для трассы МО.

125

Для устранения возможного искажения структуры активных областей диаграммами направленности ан­ тенных систем расчет произведен для изотропных по значению коэффициента усиления приемных и пере­ дающих антенн, имеющих во всех направлениях коэф­ фициент усиления по мощности, соответствующий максимуму диаграммы направленности пятиэлементной антенны типа „волновой канал".

На рис. 44, 45 в качестве иллюстрации приведены карты распределения в опорной плоскости двумерной плотности численности, коэффициента заполнения, средних длительностей и характеристических высот для 15 часов марта. Характерной особенностью карт распределения численности и коэффициента заполне­ ния является смещение максимума регистрируемой плотности численности и коэффициента заполнения с центра активных областей, имеющее вполне опреде­ ленный суточный ход. Для всех рассчитанных вре­ менных интервалов суток и четырех сезонов года по­ ложение максимума регистрируемой плотности числен­ ности соответствует области, в которой для данных времени суток, сезона и трассы направление на апекс движения земли касательно одному из семейства зер­ кальных эллипсоидов, т. е. области метеорной зоны, в которой регистрируются встречные апексные ме­ теоры.

Это свидетельствует о том, что направленность метеорного распространения радиоволн практически обусловливается не существующей неравномерностью распределения плотности падающего на землю метеор­ ного потока выше заданной массы, а концентрацией регистрируемых радиантов в апексном направлении, обусловленной наличием кубической зависимости ве­ личины создаваемой линейной электронной плотности следа от геоцентрической скорости метеоров. Кроме того, параметры направленности, безусловно, опреде­ ляются требованием зеркальности отражения от ме­ теорного следа и достаточной величины отраженной мощности.

Произведенный для марта месяца расчет карт распределения двумерной плотности численности и коэффициента заполнения с учетом реальных диаграмм направленности антенн, примененных на трассе, пока-

126

1-Х.

w

Рис. 44.

зал, что для всех интервалов суток потеря величины коэффициента заполнения за счет неизотропности диаграмм реальных антенн не превышает 20%, а сле­ довательно, нет необходимости применения сложных антенных систем, следящих за имеющимися переме­ щениями по углу места активных областей в метеор­ ной зоне.

Достаточная ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости всегда может быть обес­ печена соответствующим выбором параметров антенн. Характеристические высоты для центров активных областей меняются в течении суток от 105 до 90 км, средняя длительность метеорных отражений, соответ­

лотна типа „волновой канал" 1Ш5, расположенного на „нормальной" высоте, при которой максимум первого лепестка вертикальной диаграммы направленности ориентирован в точку на высоте 100 км над центром трассы. Для оценки степени искажения угловых рас­ пределений диаграммами направленности антенных си­ стем для наиболее короткой 1000 км трассы были рассчитаны одномерные распределения для набора ан­

синфазных этажей. Заметное искажение азимутальных угловых распределений наблюдается для антенных систем сложнее 2 Х І Ш 7 , поэтому для примененных