Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.32 Mб
Скачать

Область перехода от асимптоты к асимптоте соответствует изменению <xmIn на два порядка. Бу­ дучи пронормированными к максимуму, графики рис. 1 представляют собой графики функции распределения максимальных амплитуд метеорных радиоотражений, зарегистрированных за любой интервал времени. Графики рис. 2, 3 иллюстрируют суточный ход сред­ ней за 7 дней численности метеорных радиоотраже­ ний на трассах КН и СН для 2-х сезонов. Там же приведены соответствующие графики суточного хода

среднего за 7 дней коэффициента заполнения уі=='^^

>

где

т — средняя длительность отражений.

 

ния

По форме все

зарегистрированные радиоотраже­

разделяются на

3 типа. Первый тин — отражения

от недоуплотненных метеорных следов, характери­ зуемые резким возрастанием амплитуды сигнала с по­ следующим спадом по экспоненте. Второй тип — отражения от переуплотненных метеорных следов, дл-я которых время нарастания амплитуды сигнала сравнимо с временем экспоненциального спада, а на протяжении некоторого времени после достижения максимальной амплитуды последняя остается постоян­

ной. Третий

тип — отражения

от

поворотных

метеор­

ных

следов,

возрастание

и

падение

амплитуды сиг­

нала

для которых

вызвано

разворотом

метеорного

следа атмосферными ветрами и происходит

значи­

тельно медленнее

(1—2

сек),

чем

для

отражений

первых двух типов. Часть отражений является федингующей. Для трассы СН среднесуточный про­ центный вклад числа отражений 1-го типа 70%, из которых 38% федингующих, 2-го типа—10%, из ко­ торых 60% федингующих, 3-го типа—20%, из кото­ рых 95% федингующих. Для трассы КН среднесуточ­ ный процентный вклад числа отражений 1-го типа 50%, из которых 8% федингующих, 2-го типа —30%, из которых 35% федингующих, 3-ю типа —20%, из которых 60% федингующих. При возрастании мини­ мальной регистрируемой электронной плотности выше

1014

эл/м,

т. е. переходной,

наблюдается

резкое

уменьшение

вклада отражений 1-го

типа и

увеличе­

ние

вклада

отражений 2-го

типа.

Среднесуточный

20

3 6 1 11 15 № ZI

5 6 9 a h 1& Zi

Рис. 2.

<H, Октябрь

-I

1 1 1- Г '

1 I

I . I

1 1—

{

в a <& 20

4 5

a (s

го 2i Bp

Рис. 3.

процентный

вклад в суммарную

длительность

отра­

жений имеет

для

трассы СН

величину

40%

для

1-го

типа, из которых 60% федингующих,

 

10%

для

2-го

типа,

из

которых

60% федингующих,

 

50%

для

3-го

типа, из которых 95% федингующих.

Соответственно

для

трассы

КН

вклад отражений 1-го

типа

—15%,

из которых

15%

федингующих,

2-го

типа—30%, из

которых

66% федингующих

и

3-го

типа —55%,

из

которых 85% федингующих. В 90% случаев откло­ нение величины вкладов отражений данного типа и процентного вклада федингующих отражений в чис­ ленность и суммарную длительность для любого часа менее 30% от приведенных среднесуточных зна­ чений. Систематического суточного хода величины

этих вкладов, превышающего 30 % от

среднесуточ­

ных значений, не обнаружено.

 

Установлено, что процентный вклад числа федин­

гующих отражений является

функцией

длительности

отражения х и эффективной

длины волны \ 3 = k-sec®.

/ = 1 - е х р [ - ( 6 - 1 0 - 3 - Х э

+

0,63) • х-2 '2

1 0 " 2 ^ + 1 ' 7 3 ] (9)

ине зависит в первом приближении от минимальной регистрируемой электронной плотности, времени суток

игода. Период фединга Тф— функция длительности

отражения т и эффективной длины волны Хэ и также не зависит от am i n (рис. 5)

Тф = (2,4- 10-2 э + 0,07).Igt +

1,6-

Ю-2 э + 0,27.

(10)

На рис. 6 приведена карта

распределения двумер­

ной плотности

вероятности р(Тфіп),

где

Тф период

фединга — время

между

двумя

 

последовательными

пересечениями

сигналом

уровня

регистрации

с оди­

наковым значением

производной,

tn

— время превыше­

ния уровня в каждом_периоде фединга.

Среднее зна­

чение

Тф=\,2

сек,

^„ =

0,67

сек,

среднеквадратиче-

ские

отклонения

о7\ = 1,57 сек,

at

= \,2Асек.

Услов-

 

 

 

 

Ф

 

 

п

 

 

ные распределения как времени превышения при фик­

сированном периоде фединга, так

и периода

фединга

при фиксированном времени превышения

наиболее

близки к релееевскому. Значения

времени

превыше-

22

 

 

т

Рис: 4.

2ЛЮ м/м СИ- A прело Тфхен ijmpo

0.05 0.6 03 06 П 2.4 4.5 9.6 Ю.2 38 <* Z сен

0.05 0.15 0.3 0.S 12 2Л 4.3 9.6 №3&A Z сек

 

 

 

 

Рис.

5.

 

 

ния

и периода

фединга коррелированы с коэффициен­

том

корреляции 0,77+0,13.

 

 

 

Исследовано среднее относительное время превы­

шения

федингующим

сигналом

порогового

уровня,

т. е. величина

отношения

средней длительности вы­

броса х = -^~

над пороговым

уровнем к

среднему

периоду

фединга Т..

Величина

не зависит от ми

 

 

 

4

 

 

т1

 

24

нимальной регистрируемой электронной плотности, времени суток и эффективной длины волны, а зави­ сит только от длительности отражения (рис. 5). При

изменении т от 0,1 сек до 10 сек ~-

изменяется от

0,3 до 0,6, что соответствует изменению формы вы­ броса над пороговым уровнем, т. е. формы федингующего сигнала от определяемой выражением

t

Т.Ф

1

 

 

до определяемой выраже­

нием t„

 

1

 

3,5і

А — амплитуда фе-

Ф

А

где

 

 

 

 

 

дингующего сигнала,

U0 уровень

регистрации. Сред­

нее относительное время превышения может быть аппроксимировано формулой

 

 

 

а-гЧ

 

(И)

 

Ф

хЧ + Ь

 

 

 

 

где а = 0,82, ô = 0,55,

q

= 0,5

со

среднеквадратич-

ными отклонениями

о а =

0,09, 0 0 = 0,19, 0*7 = 0,13

соответственно.

 

 

 

 

 

 

 

і0оо_шоо

 

 

 

 

 

 

 

-отфдоЩ)°Іо

255-

 

 

 

 

- от (0.1'до 0.5)%

 

 

 

 

- От (05до 0%

Z2.fi-

 

 

 

 

 

 

 

 

~апЦдо2)%

êi

 

 

 

 

 

 

 

 

-от(2доЗ)%

3-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15]

 

 

 

 

-Qiïi (5go6)%

Ö.S

 

 

 

 

 

 

 

 

-on)(6go9)%t

DA-

 

 

 

 

0.2-

 

 

 

 

 

ОJ

 

 

 

 

 

ШШ

 

 

 

 

 

0.1 02 0-U

0.8 16 3.2

m

255 Tip

Рис. б.

25

На рис. 7

приведены

графики

р (Ч) — плотности

распределения

длительности отражений, зарегистри»

рованных за

один час на трассе СН и КН. За

длительность

отраженного

сигнала

принято суммар­

ное время превышения им порогового уровня. Следовательно, из УѴДГ зарегистрированных за не­

который интервал времени àT на трассе метеорных отражений p(^)-N^T имеют длительность превышения порогового уровня, равную т. Причем /% (х) отраже­

ний

данной

длительности —-_федингующие со

сред­

ними параметрами

фединга

Г ф и

tn, определяемыми

формулами

(10) и (11).

 

закон

распределения

дли­

В интегральной

форме

тельности отражений

аппроксимируется двумя

функ-

циями: показательной

r 1 ( t ) = e

, где т

=

 

 

 

 

 

 

16чс2£>*

= - т

— некоторая эффективная

постоянная времени

амбиполярной диффузии для данной трассы для отра­ жений от недоуплотненных следов и обратностепенной функцией F2 (x) = х- *2 для отражений от пере­ уплотненных следов. Для трасс СН х = 0,53, £ 2 = 0,90 для утра и t = 0,82, Ä2 = 1,05 для вечера. Для трассы

КН

х =

0,98, £ 2 =

0,84 для

утра и х = 1 , 3 1 , £ , =

1,0

для

вечера.

 

 

 

 

 

Эффективным

критерием

изменения

параметров

х,

£2 закона распределения длительности

отражений

яв­

ляется

изменение

средней

длительности отражений.

Зависимость средней длительности для федингующих и всей массы отражений от минимальной регистри­ руемой электронной плотности am i n или уровня реги­ страции U иллюстрирует рис. 8.

Показатель Кх пороговой зависимости средней длительности изменяется на протяжении суток в пре­

делах

— 0,05

Х

< + 0,09 для трассы

КН

и в пре­

делах

— 0,12

<

< 0 для трассы CH.

Среднее зна­

чение

показателя пороговой зависимости

К.

в диапа-

 

 

 

 

и

 

26

%PrÉ CH. апрель

-*- UO'OJMKÔ -ѳ- UO-ZOMKS

U0'8.0MKÔ

Ц PT KH, mkpb

UO'WMKS

U0-2,8^MK6

U0'S68MKÔ.

Рис. 7.

зоне

минимальных регистрируемых

электронных

плотностей

1013 < аг а 1 п < 3-Ю1 4 эл/м для

обеих трасс

равно

нулю

при среднеквадратическом

отклонении

аК*„ = 0,04.

Зависимость средней длительности отражений от

длины

волны X и длины

трассы L в диапазоне изме­

нения

1013 < а т і п < 3-Ю1 4

эл/м аппроксимируется фор-

27

16 зо s8 н гг*0 ю%т

 

Lcp ce*

KHt янбарй

 

 

утро

4

 

О ОІіМ

3

-

о • срео

 

2

-

 

о - обш о - феа à нефіа

1Ъ 30 18 M 22 *0Ю'%/»

о феа Û • пешее

1

Рис. 8.

к

мулой — = ( l r S e c Ф ' Л

гд е ф ф половина угла

рассеивания для центра активных областей трасс яв­ ляется функцией длины трассы.

Величина показателя Kz порядка 1,5 для утра и порядка 1,35 для вечера.

28

§1.2. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ МЕТЕОРНЫХ РАДИООТРАЖЕНИЙ

1.2.1. Обзор работ по методам прогнозирования законов распределения численности н длительности метеорных радиоотражений

Теоретическому исследованию законов распреде­ ления численности и длительности метеорных радио­ отражений и прогнозированию параметров этих зако­ нов посвящены ряд работ. В основном проведенные исследования касаются вопросов прогнозирования средней численности и длительности метеорных ра­ диоотражений, определяемых суммой вкладов отдель­ ных элементов объема или некоторой собирающей поверхности метеорной зоны ионосферы.

Одной из первых

работ в этой

области

является

работа Эшлимана и Маннинга [43]. В работе

предпо»

лагается,

что все метеорные

следы

имеют

одинако­

вую

длину L — 25 км и средние точки

этих

следов

находятся

на

 

высоте h над

плоской

землей.

Плос­

кость, в которой

расположены

середины

метеорных

следов, называется А-плоскостью. След имеет

по­

стоянную

ионизацию по

всей

длине. Распределение

видимых радиантов

спорадических

метеоров

принято

равномерным.

 

С дифференциальной

площадкой

раз­

мерами dS = dx'dy

 

Л-плоскости

связываются

метеор­

ные следы, зеркальные точки отражения

от которых

находятся

на расстоянии

 

 

от

 

дифференциаль­

ной площадки. Это будут

следы,

расположенные по

отношению к

плоскости,

проведенной

через

центр

дифференциального

элемента, под углами: <]> < tym,

 

 

 

ф =

 

 

 

 

.( ! _ s i n 2 ф .c o s 2 р )

 

 

 

 

где

/?2

расстояние от

центра

 

дифференциаль­

ного

элемента

до

передатчика

и приемника,

Ф — по­

ловина угла

рассеивания,

соответствующего

центру

29

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ