Особенности частотной зависимости в задаче переноса излучения для радиотрасс с предельной дальностью односкачкового распространения в условиях низкой солнечной активности

Особенности частотной зависимости в задаче переноса излучения для радиотрасс с предельной дальностью односкачкового распространения в условиях низкой солнечной активности
Номер: 24 Год: 2019 Страницы: 1-12

УДК: 550.388.1

EDN: INENPL

Автор(ы):

Крашенинников Игорь Васильевич^1,2, e-mail krash@izmiran.ru

Учреждения:
1 - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН), Москва, Троицк, Россия
2 - Институт прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова, Москва, Россия

Аннотация:
Рассмотрена особенность, в форме глубокого провала, в интегральной частотной зависимости амплитуды волнового поля на классической предельной дальности в 3000 км односкачкового ионосферного распространения радиоволн в условиях низкой солнечной активности. Приведены модельные расчеты в рамках расширенной глобальной ионосферной модели IRI, показывающие высокую степень вероятности формирования данной ситуации в локально дневное время с развитым регулярным E-слоем ионосферы. Анализируются экспериментальные результаты исследований переноса излучения в многочастотном радиозондировании ионосферы с регистрацией провала в частотной зависимости соотношения сигнал/шум ? SNR. Показано, что модель ионосферы IRI, в принципе, позволяет воспроизвести провал в интегральной частотной зависимости энергетических параметров волнового поля, но в некоторых условиях приведенных экспериментальных данных дает, в значительной степени, лишь качественное описание данного эффекта. Обсуждаются возможные причины количественного расхождения экспериментальных и модельных результатов.

Ключевые слова: ИОНОСФЕРА, РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН, МОДОВАЯ СТРУКТУРА, ВОЛНОВОЕ ПОЛЕ, ИОНОСФЕРНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ РАДИОВОЛН.

Сведения об источниках финансирования: -

Скачать текст Ссылка на цитирование Ссылка на Elibrary

1. Руководство URSI по интерпретации и обработке ионограмм. Перевод с англ. второго издания “URSI Handbook of Ionogram Interpretation and Reduction” под ред. Н.В. Медниковой. М., Наука. 342 с. 1978. 2. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М., Мир, 1973. 502 с. 3. Maslin N.M. HF Communication: A System Approach. Pitman Publishing. 240 p. 1987. 4. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред, М., Наука , 304 с., 1980. 5. Ratcliffe J.A. The magnetoionic theory and its applications to the ionosphere. Cambridge: Cambridge University Press. 206 p. 1959. 6. Крашенинников И.В., Егоров И.Б. Формирование комбинированных модов в ионосферном прохождении радиоволн // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 45. № 2. С. 241–244. 2005. 7. Крюковский А.С., Скворцова Ю.И. Применение теории катастроф для описания пространственно-временной структуры частотно-модулированного сигнала в плазме // Электромагнитные волны и электронные системы. Т. 18. № 8. С. 18–23. 2013. 8. Bilitza D., Altadill D., Truhlik V., Shubin V., Galkin I., Reinisch B., Huang X. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions // Space Weather. V.15. P. 418–429. doi:10.1002/2016SW00159. 2017. 9. Часовитин Ю.К., Широчков А.В., Беспрозванная А.С. и др. Глобальная эмпирическая модель распределения электронной концентрации, температуры и эффективной частоты соударений электронов в ионосфере // Ионосферные исследования, 1988. № 44 М.: МГК, С. 6-13. 10. Крашенинников И.В., Павлова Н.М., Ситнов Ю.С. Модель IRI в задаче прогнозирования ионосферного прохождения радиоволн в условиях высокой солнечной активности // Геомагнетизм и аэрономия, 2017. Т. 57. № б. Сс. 774-782. 11. Крашенинников И.В. Модель IRI в задаче оценки энергетических характеристик волнового поля в ионосферном распространении радиоволн // Гелиогеофизические исследования, выпуск 17, ИПГ, Москва, 2018. С. 1-6. 12. Лукин Д.С., Спиридонов Ю.Г. Применение метода характеристик для численного решения задачи распространения радиоволн в неоднородной и нелинейной среде // Радиотехника и электроника. Т. 14. № 9. С. 1673–1677. 1969. 13. Banks P.M. Collision frequencies and energy transfer // Planet. Space Sci. V.14. N. 11. P. 1085–1103. 1966. 14. Данилкин Р. П., Денисенко П. Ф., Водолазкин В. И. и др. Эффективная частота соударений электронов в Е-области ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 18. № 1. С. 154–160. 1978. 15. Крашенинников И.В., Гивишвили Г.В., Стаханова И.Г. Оценка критической частоты в задаче радиопросвечивания ионосферы с высокоорбитальных космических аппаратов в арктическом регионе // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 5. С. 669−675. 2018. 16. Айзенберг. Г.З. Коротковолновые антенны. М.:”Радио и связь”, 1962. 815 с. 17. Zawdie K. A., Drob D. P., Siskind D. E., Coker C. Calculating the absorption of HF radio waves in the ionosphere // Radio Sci. V. 52. P. 767–783. doi:10.1002/2017RS006256. 2017. 18. Sen H. K. and Wyller A. A. On the generalization of the Appleton-Hartree magnetoionic formulas, J. Geophys. Res., 65, 3931– 3950, doi:10.1029/JZ065i012p03931. 1960.

Ссылка на XML

Features of the frequency dependence in the energy transfer problem for radio paths near single-hop limiting distance in the conditions of low solar activity
Number: 24 Year: 2019 Pages: 1-12

Krasheninnikov Igor Vasilyevich^1,2, e-mail krash@izmiran.ru

Institutions:
1 - Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of the Russian Academy of Sciences (IZMIRAN), Troitsk, Moscow, Russia
2 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorova, Moscow, Russia

Abstract
Formation the feature, in a form of deep trough, in frequency dependence of the wave field strength for single-hop paths with distances near classical limiting distance 3000 km at low level of solar activity was considered. Model calculations within the framework of the extended global ionospheric IRI model show high probability for appearing such situation in the local daytime with a developed regular E-layer of the ionosphere. Some experimental results in multifrequency radio sounding of the ionosphere with a registration of the deep trough in frequency dependence of signal-to-noise ratio (SNR) were analyzed. It is shown that the IRI model, in principle, makes it possible to reproduce this peculiarity in the wave field energy parameters, but in some cases of experimental data, to a large extent, is able to provide only a qualitative description of this effect. Possible reasons for the quantitative discrepancy between experimental and model results are discussed.

Keywords: IONOSPHERE, IONOSPHERIC RADIO WAVE PROPAGATION, MODE STRUCTURE, WAVE?S FIELD, IONOSPHERIC ABSORPTION OF RADIO WAVES

Information about sources of financing: -