Проникновение радиоволн СВ диапазона через нижнюю ионосферу высоких широт / А. А. Арыков, В. Ф. Ларин, А. А. Остапенко, С. А. Румянцев ; АН СССР, Кол. фил. им. С. М. Кирова, Поляр. геофиз. ин-т. - Препр. ПГИ-86-03-45.

правополяризованную (свистовую), находящуюся за пределами области непрозрачности и распространяющуюся вдоль геомагнитного поля (вверх в высокоширотной ионосфере). В данной работе найдены энергетические характеристики проника ющих таким образом в верхнюю ионосферу СВ радиоволн, излученных вы сокоширотным наземным передатчиком. Полученные результаты необходи мы как для определения характеристик распространения волн в верхней ионосфере, так и для оценки возможных нелинейных эффектов. 2. Физическая картина проникновения И постановка задачи. Рас смотрим распространение радиоизлучения наземного передатчика СВ ди апазона с мощностью Р и диаграммой направленности антенны 1^(0). Ионосферу примем неоднородной в вертикальном направлении, геомаг нитное поле В„ образует угол х с вертикалью i . Цучэк излучаемых антенной волн необыкновенной поляризации с углами входа в ионосфе ру 0 около 0JJ = azcsLn ы ' s t 't x ) рефрагирует в ионосфере таким образом, что на уровне критической плотности (где плазменная частота электронов = и> = ) волновые вектора К образу ющих его компонент будут лежать близко к направлению BQ. При этом в слое, где со « и)Р , происходит линейная трансформация волн пучка в свистовую моду, распространяющуюся в верхней ионосфере, причем центральная волна пучка (для которой К //В0 при си - сор) трансфор мируется полностью, а периферийные волны испытывают частичную тран сформацию вследствие затухания при проникновении через область не прозрачности, разделяющую дисперсионные ветви необыкновенной и свистовой волн /9 , 10/. Качественно описанный процесс проникнове ния волн с со < сон через нижнюю ионосферу показан для плоскости геомагнитного меридиана на рис. I , где нанесены: диаграмма направ ленности антенны 1^, основание ионосферы £ / и уровень критичес кой плотнооти Z к . Наклонными прямыми схематически показаны тра ектории волн, пунктир обозначает участки, где происходит рефракция. Через Кс и обозначены волновые вектора центральной и периферий ных волн проходящего пучка, формирующего выше уровня Z * диаграм му направленности I излучения в свистовой моде. Волны с векторами KR • зля которых 0 значительно отличается от 0 ^ только отражаются от ионосфера. Амплитуда поля в проходящем пучке будет убывать при распрост ранении в нижней ионосфере из-за расходимости лучей, поглощения при столкновениях и затухания при линейной трансформации. 4