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

книги из ГПНТБ / Керблай, Т. С. О траекториях коротких радиоволн в ионосфере

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
6.25 Mб
Скачать

Т. С. Керблай, Е. М. Ковалевская

О ТРАЕКТОРИЯХ КОРОТКИХ РАДИОВОЛН В ИОНОСФЕРЕ

V

ІЧ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

V

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн

Т. С. Керблай, Е. М. Ковалевская

О ТРАЕКТОРИЯХ

КОРОТКИХ РАДИОВОЛН

В ИОНОСФЕРЕ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»

МОСКВА

19 74

УДК 621.371+550.388.2

j ! Ч И Т А Л Ь Н О Г

О траекториях коротких радиоволн в ионосфере. К е р б - л а іі Т. С., К о в а л е в с к а я Е. М. М., «Наука», 1974.

В книге изложены современные представления о характере траекторий коротких радиоволн в ионосфере, о методах вычисле­ ния траектории, о систематизации имеющихся в настоящее время результатов расчетов траекторий.

Книга представляет интерес для радпофнзиков и радио­ инженеров, занимающихся вопросами расиространеиия корот­ ких радиоволн.

Табл. 28. Илл. 83. Библ. 122 назв.

Ответственный редактор

кандидат физико-математических паук

М. П. КИЯНОВСКИЙ

© Издательство «Наука»,

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДА К ТО РА

Ч

Развитие исследований и приложений, связанных с декаметро­ выми волнами, привело в настоящее время к существенным, если не радикальным, изменениям в подходе к вопросу об определе­ нии условий распространения радиосигнала. Изменяется соотно­ шение между инструментальными и расчетными методами получе­ ния необходимой информации. Появились средства, позволяющие оценивать условия распространения чисто техническим путем. В то же время резко возросли (главным образом за счет исполь­ зования ЭВМ) строгость, точность и детальность методов рас­ чета. Тесная взаимозависимость в результатах, получаемых ин­ струментальными и расчетными методами, является дополнитель­ ным стимулом к дальнейшему развитию обоих этих направлений.

Книга Т. С. Керблай и Е. М. Ковалевской является итогом их многолетней работы в области прогнозирования и анализа рас­ пространения радиоволн. Отсюда законченность изложения, вклю­ чающего необходимые сведения об ионосфере и прогнозе ее пара­ метров, метод расчета характеристик радиосигналов и большое число расчетных материалов. Основным содержанием книги яв­ ляется учет влияния градиента параметров ионосферы на распро­ странение декаметровых воли. В соответствии с этой главной зада­ чей излагаются разработанный авторами метод расчета и исполь­ зуемые способы модельного представления ионосферы.

Книга дает не только весьма полное качественное представле­ ние о влиянии трехмерной неоднородности ионосферы на распро­ странение радиоволн, но в ряде случаев — и количественное описание эффектов. Последнее относится в основном к коротким радиотрассам, поскольку при анализе протяженных радиолиний имеется ряд трудностей, выходящих за рамки книги, как это спра­ ведливо отмечено и самими авторами.

Книга будет несомненно полезна специалистам в области при­ ложений и исследования декаметровых волн.

М. П. Кияновский

П РЕДИ С Л О ВИ Е

Знание траекторий коротких радиоволн в ионосфере необхо­ димо для решения широкого круга технических и теоретических проблем. Большие требования, предъявляемые к скорости пере­ дачи информации по коротковолновым радиоканалам, к точности пеленгации, радиолокации и других технических использований коротких радиоволн, заставляют отказаться от господствовавших ранее схематических представлений об эквивалентной траектории радиоволн в ионосфере.

В настоящее время развиваются методы расчета траекторий радиоволн, позволяющие с необходимой для практики точностью учесть целый ряд особенностей ионосферы как среды, в которой происходит распространение коротких радиоволн.

При решении задач, связанных с определением траекторий радиоволн, ионосферу следует считать в. общем случае неоднород­ ной, анизотропной ионизированной средой, учитывать эффекты рассеяния, нелинейные эффекты. Однако одновременный учет перечисленных факторов приводит к чрезвычайно громоздкому математическому аппарату, в связи с чем в большинстве случаев задача в общем виде не решается.

Кроме того, несовершенство современных представлений о строении ионосферы (особенно о микроструктуре и ее времен­ ных вариациях), о физических параметрах на уровне ионосферы делает нецелесообразным решение задачи в общем виде. По­ этому учет отдельных свойств ионосферы обычно производится независимо.

' В настоящей книге ионосфера рассматривается как трехмерно­ неоднородная среда. При этом учитывается только крупномасштаб­ ная неоднородность, приводящая к плавноменяющимся градиен­ там электронной концентрации. Мелкомасштабная неоднород­ ность, являющаяся причиной рассеяния радиоволн, высокие гра­ диенты электронной концентрации, вызывающие частичное отра­ жение радиоволн, из рассмотрения исключены. Это позволяет для описания основных характеристик траектории радиоволн поль­ зоваться методами геометрической оптики. В процессе изложения рассматриваются следующие случаи:

6

1) электронная концентрация ионосферы неоднородна только по высоте (ионосфера представляется в виде одного или нескольких сферических слоев с плавным изменением электронной концен­ трации);

2) ионосферные слои неоднородны также и в горизонтальном направлении, при этом учитываются направления градиентов электронной концентрации: а) совпадающие с направлением из­ лучения; б) обратные направлению излучения; в) нормальные направлению излучения;

3) градиент электронной концентрации имеет произвольное направление.

Первые две главы книги дают представление об ионосфере, о некоторых ее аналитических моделях, которые могут быть ис­ пользованы для расчетов, о величинах и направлениях горизон­ тальных градиентов электронной концентрации, встречающихся в реальной ионосфере.

Основные сведения о траекториях радиоволн в однородных ионосферных слоях и слоях с различной степенью неоднородности содержатся в главах III и IV, в которых излагается методика рас­ чета различных параметров траектории.

Подробно рассматриваются такие характеристики траекторий радиоволн, как глубина проникновения волны в ионосферный слой, длина пути в ионосфере, асимметрия траектории, боковое отклонение ее, зависимость этих параметров от частоты, угла падения.

Книга написана в основном по материалам работ авторов, вы­ полненных в последние годы, поэтому более подробно изложена методика расчета траекторий и других характеристик, принятая авторами. Приведены ссылки на литературные источники, осве­ щающие основные вопросы других методик расчета, многочислен­ ных в настоящее время, и содержащие материалы расчетов.

Анализ результатов расчетов также проведен главным образом по материалам, полученным авторадіи. Результаты работ других исследователей приведены в некоторых случаях в качестве допол­ нения.

Несмотря на то, что книга не затрагивает вопросы поглощения радиоволн и напряженности поля, в главе V приводятся некоторые сведения о фокусировке радиоволн ионосферой, поскольку этот

вопрос тесно

связан

с траекторией

радиоволн.

В главах

III—V

анализируются

в основном траектории ра­

диоволн при односкачковом распространении. Некоторые сведе­ ния о путях распространения радиоволн на большие расстояния приведены в главе VI.

Особое внимание обращено на вопросы точности расчета рас­ сматриваемых характеристик (глава VII). Анализируются погреш­ ности, возникающие из-за допущений, принятых в методике, нестабильности характеристик ионосферы и несовершенства на­ ших знаний об ионосфере.

В приложения вынесены материалы справочного характера, имеющие практическое значение: карты распределения градиен­ тов критической частоты слоя F2 ионосферы, некоторые програм­ мы расчета характеристик распространения радиоволн, способы распространения для некоторых радиолиний.

Авторы выражают глубокую благодарность М. П. Кияновскому за обсуждение книги и ряд замечаний, Л. Н. Ляховой, прини­ мавшей участие в написании главы VII, Л. М. Ишковой, предо­ ставившей авторам материалы проведенных ею расчетов, А. А. Ко-

рочкиной, Т.

Н. Васильевой, Л. И. Шлионской, помогавшим

в оформлении

рукописи.

 

Авторы

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ