Эффекты нагрева нижней ионосферы мощным КВ радиоизлучением.
3. Амплитудная модуляция
Номер: 36 Год: 2022 Страницы: 64-73
3. Амплитудная модуляция
Номер: 36 Год: 2022 Страницы: 64-73
УДК: 550.388.2
EDN: BMPMFV
Автор(ы):
Алпатов Виктор Владимирович1
Высоцкий Андрей Георгиевич1, e-mail: prostovasia53@mail.ru
Гребнев Игорь Анатольевич1
Деминов Марат Гарунович2
Репин Андрей Юрьевич1
Учреждения:
1 - Институт прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова, Москва, Россия
2 - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова, г. Москва, г. Троицк, Россия
Аннотация:
Разработана упрощенная модель генерации низкочастотных радиоволн в нижней ионосфере при нагреве ионосферы мощным КВ излучением стенда с амплитудной модуляцией. Она дает свойства источника генерации этих волн ? ионосферного диполя (аналога диполя Герца) на высоте 75-80 км, включая момент этого диполя, и амплитуду низкочастотных волн, распространяющихся от этого источника, в том числе до поверхности Земли. На основе сопоставления с данными экспериментов получено, что модель правильно отражает экспериментально наблюдаемые зависимости амплитуд генерируемых волн от несущей частоты и частоты модуляции стенда, за исключением резонансной частоты волновода Земля-ионосфера и его гармоник. Для конкретного случая представлена поправка, которая позволяет учесть вклад этого резонанса в амплитуду низкочастотных волн, генерируемых стендом в нижней ионосфере. Расчеты по разработанной модели позволили подтвердить, что уменьшение коэффициента диаграммы направленности D0 антенно-фидерной системы стенда при прочих равных условиях приводит к увеличению амплитуды радиоволн, генерируемых ионосферным диполем. Это происходит потому, что уменьшение D0 сопровождается уменьшением эффективной мощности излучения W0 (W0 ~ D0) и увеличением горизонтальной площади пa2, занятой ионосферным диполем (a2 ~ 1/D0), и последний фактор становится преобладающим для амплитуды генерируемых волн, если другие параметры радиоизлучения стенда остаются неизменными.
Ключевые слова: нижняя ионосфера, нагрев, низкочастотное радиоизлучение, генерация, модель
Сведения об источниках финансирования: -
1 - Институт прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова, Москва, Россия
2 - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова, г. Москва, г. Троицк, Россия
Аннотация:
Разработана упрощенная модель генерации низкочастотных радиоволн в нижней ионосфере при нагреве ионосферы мощным КВ излучением стенда с амплитудной модуляцией. Она дает свойства источника генерации этих волн ? ионосферного диполя (аналога диполя Герца) на высоте 75-80 км, включая момент этого диполя, и амплитуду низкочастотных волн, распространяющихся от этого источника, в том числе до поверхности Земли. На основе сопоставления с данными экспериментов получено, что модель правильно отражает экспериментально наблюдаемые зависимости амплитуд генерируемых волн от несущей частоты и частоты модуляции стенда, за исключением резонансной частоты волновода Земля-ионосфера и его гармоник. Для конкретного случая представлена поправка, которая позволяет учесть вклад этого резонанса в амплитуду низкочастотных волн, генерируемых стендом в нижней ионосфере. Расчеты по разработанной модели позволили подтвердить, что уменьшение коэффициента диаграммы направленности D0 антенно-фидерной системы стенда при прочих равных условиях приводит к увеличению амплитуды радиоволн, генерируемых ионосферным диполем. Это происходит потому, что уменьшение D0 сопровождается уменьшением эффективной мощности излучения W0 (W0 ~ D0) и увеличением горизонтальной площади пa2, занятой ионосферным диполем (a2 ~ 1/D0), и последний фактор становится преобладающим для амплитуды генерируемых волн, если другие параметры радиоизлучения стенда остаются неизменными.
Ключевые слова: нижняя ионосфера, нагрев, низкочастотное радиоизлучение, генерация, модель
Сведения об источниках финансирования: -
Эффекты нагрева нижней ионосферы мощным КВ радиоизлучением. 3. Амплитудная модуляция / В. В. Алпатов, А. Г. Высоцкий, И. А. Гребнев [и др.] // Гелиогеофизические исследования. – 2022. – № 36. – С. 64-73. – DOI 10.5425/2304-7380_2022_36_64. – EDN BMPMFV.
Heating effects of the lower ionosphere by powerful HF radio emission. 3. Amplitude modulation
Number: 36 Year: 2022 Pages: 64-73
Number: 36 Year: 2022 Pages: 64-73
Alpatov Viktor Vladimirovich1
Vysotsky Andrey Georgievich1, e-mail: prostovasia53@mail.ru
Grebnev Igor Anatolyevich1
Deminov Marat Harunovich2
Repin Andrey Yurievich1
Institutions:
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorova, Moscow, Russia
2 - Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation, Troitsk, Moscow, Russia
Abstract
A simplified model has been developed for the generation of low-frequency radio waves in the lower ionosphere when the ionosphere is heated by powerful HF radiation from a facility with amplitude modulation. The model gives the properties of the source of generation of these waves - an ionospheric dipole (analogue of the Hertzian dipole) at a height of 75-80 km, including the moment of this dipole, and the amplitude of low-frequency waves propagating from this source, including to the surface of the Earth. Based on a comparison with experimental data, it was found that the model correctly reflects the experimentally observed dependences of the amplitudes of the generated waves on the carrier frequency and the modulation frequency of the facility, with the exception of the resonant frequency of the Earth-ionosphere waveguide and its harmonics. For a specific case, a correction is presented that allows one to take into account the contribution of this resonance to the amplitude of low-frequency waves generated by the facility in the lower ionosphere. Calculations using the developed model made it possible to confirm that a decrease in the directional diagram coefficient D0 of the antenna-feeder system of the facility, other things being equal, leads to an increase in the amplitude of radio waves generated by the ionospheric dipole. This is because the decrease in D0 is accompanied by a decrease in the effective radiation power W0 (W0 ~ D0) and an increase in the horizontal area ?a2 occupied by the ionospheric dipole (a2 ~ 1/D0), and the latter factor becomes dominant for the amplitude of the generated waves, if other radio emission parameters of the facility remain unchanged.
Keywords: lower ionosphere, heating, low-frequency radio emission, generation, model
Information about sources of financing: -
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorova, Moscow, Russia
2 - Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation, Troitsk, Moscow, Russia
Abstract
A simplified model has been developed for the generation of low-frequency radio waves in the lower ionosphere when the ionosphere is heated by powerful HF radiation from a facility with amplitude modulation. The model gives the properties of the source of generation of these waves - an ionospheric dipole (analogue of the Hertzian dipole) at a height of 75-80 km, including the moment of this dipole, and the amplitude of low-frequency waves propagating from this source, including to the surface of the Earth. Based on a comparison with experimental data, it was found that the model correctly reflects the experimentally observed dependences of the amplitudes of the generated waves on the carrier frequency and the modulation frequency of the facility, with the exception of the resonant frequency of the Earth-ionosphere waveguide and its harmonics. For a specific case, a correction is presented that allows one to take into account the contribution of this resonance to the amplitude of low-frequency waves generated by the facility in the lower ionosphere. Calculations using the developed model made it possible to confirm that a decrease in the directional diagram coefficient D0 of the antenna-feeder system of the facility, other things being equal, leads to an increase in the amplitude of radio waves generated by the ionospheric dipole. This is because the decrease in D0 is accompanied by a decrease in the effective radiation power W0 (W0 ~ D0) and an increase in the horizontal area ?a2 occupied by the ionospheric dipole (a2 ~ 1/D0), and the latter factor becomes dominant for the amplitude of the generated waves, if other radio emission parameters of the facility remain unchanged.
Keywords: lower ionosphere, heating, low-frequency radio emission, generation, model
Information about sources of financing: -