Исследование ионосферного распространения радиоволн в высоких широтах: сб. науч. тр. Апатиты, 1990.

К основным параметрам радиосигнала относятся суммарные потери на трес- оѳ L, углы прихода луча в горизонтальной а и вертикальной р плоскоотях, групповое время распространения т , опектр сигнала Sq(jh поляризация Р. Исхо­ дя из качеотвѳнных предпосылок рассмотрим, какое влияние на перечисленные параметры будут оказывать различные структурные образования в полярной ионо­ сфере и протекающие в ней процессы. Поглощающий слой вносит определенный вклад в оуммарное значение потерь; рассеивающие неоднородности,существующие на пути распространения сигнала, также окажут влияние на его энергетику. Крупномасштабные градиенты вызовут искажение траектории сигнала и изменят время группового запаздывания. Из­ менения пространственной структуры плазмы, так же как и движение неоднород­ ностей, приведут к искажению исходного спектра сигнала. Следовательно, чтобы учесть перечисленные механизмы влияния среды на сигнал, все известные особенности отруктуры ионосферы должны быть учтены в ѳѳ модели. Не следует обольщаться, однако, предположением, что если будет создана модель ионосферы, учитывающая достаточно полно и точно основные элементы структуры реальной среды и динамически^ процессы, протекающие в ней, то можно будет рассчитать все перечисленные параметры сигнала, распрост­ раняющегося в такой среде. Здесь возникает ряд не менее сложных физических проблем, связанных с исследованием механизмов распространения радиосигнала в неоднородной, маг­ нитоактивной плазме в присутствии полей и направленных потоков заряженных частиц. Если выделить энергетические потери, возникающие при распространении в такой среде, то для их расчета необходимо будет учесть ряд процессов, ко­ торые окажут заметное влияние на поведение амплитуды распространяющегося сигнала. На рисунке I представлены процессы, которые необходимо учитывать при создании методов раочета уровня поля сигнала. В настоящее время разработаны только методы раочета столкновительных потерь в поглощапцем слое / I , 2 / . И даже если модель ионосферы будет с высокой степенью точности учитывать структуру поглощающего слоя, трудно надеяться, что расчет уровня поля сиг­ нала по такой модели будет соответствовать эксперименту / 3 / . Аналогичные проблемы возникают и при попытках расчета других парамет­ ров радиосигнала. На рисунке 2 отображены процессы, влияющие на спектр, а на рис.З - ионосферные структуры, определяющие траекторию. Многие механизмы влияния перечисленных факторов на параметры сигнала еще до конца не исследо­ ваны, что затрудняет создание новых методов расчета. Необходимость учета дополнительных факторов при расчете уровня поля сигналов на высокоширотных радиотрассах подтверждается следующими экспери­ ментальными данными. 1. Наряду с: эффектами ракурсного рассеяния авроральными неоднороднос­ тями существует механизм, обеспечивающий эффективное рассеяние (или пере- излучение) сигнала вперед. Существует несколько возможных объяснений данного эффекта, однако окончательный выбор наиболее приемлемого механизма распро­ странения можно сделать на основании изучения структуры плазменных образо­ ваний, ответственных за наблюдаемый сигнал / 4 / . 2. Теоретически доказана возможность существования волноводных модов электромагнитных колебаний, которые могут распространяться вдоль вытяну­ тых ионосферных структур / 5 / . Показана принципиальная возможность взаимодей­ ствия таких колебаний с потоками авроральных частиц, что может приводить к их бесстолкновительному усилению или ослаблению. Проведены эксперименты, результаты которых можно рассматривать как подтверждение расчетов / 6 / . 5