Распространение волн в анизотропных средах. Аверина Л.И. - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

28
Будем исходить из простейшей модели ионосферной плазмы, пренебрегая по-
глощением , а также влиянием магнитного поля Земли . В этом приближении по-
казатель преломления плазмы есть
(
)
./6,8011
2
2
1
fNn
p
−=−= ωω
(5.2)
Как следует из (5.2), оптическая плотность ионосферы с высотой сначала пада-
ет, так как N возрастает от нулевого значения. Поэтому луч , входящий в ионо -
сферу, уклоняется к Земле, как показано на рис.6,а; для каждой точки
траектории
1
θ
вычисляется на основании (5.1). Общий характер этой кривой за-
висит от того , насколько быстро уменьшается величина
1
n с высотой. При дан-
ной зависимости это определяется частотой волны . Если она достаточно мала,
то во внутренней ионосфере найдётся уровень с такой концентрацией
*
N
N
= ,
что луч будет иметь точку касания с горизонтальной линией уровня (рис.6,б).
Это не что иное, как точка поворота траектории к Земле; нисходящая ветвь тра-
ектории симметрична восходящей . Но частота может быть и настолько велика,
что при достижении лучом границы внутренней ионосферы его касательная бу-
дет наклонна (рис.6,в). Тогда поворот траектории к Земле не осуществится, по-
скольку во внешней ионосфере показатель преломления уже не падает, а
возрастает с высотой, стремясь к единице. Поэтому луч уклоняется в сторону
от Земли .
Условие поворота луча найдём, положив в (5.1) и (5.2)
*
10
,90 ,1 NNn
o
=== θ ,
fN
n
*
0
*
0
9cos
или sin
≈
=
θ
θ
. (5.3)
Если для некоторого выбранного угла
0
θ
при заданной рабочей частоте f ока-
зывается , что требуемая концентрация
*
N
превышает максимальное значение
max
N , то луч не повернёт к Земле, т.е. ионосфера не проявит отражающей спо-
                                              28
Будем исхо дитьизп ро стейш ей мо дели ио но сферно й п лазмы , п ренебрегая п о -
гло щ ением, атакж е влиянием магнитно г
                                       о п о ля Земли. В это м п риближ ении п о -
казательп рело мления п лазмы есть

                                     (
                           n1 = 1 − ω p ω     )2 =    1 − 80,6 N / f 2 .             (5.2)

К ак следуетиз(5.2), о п тическая п ло тно сть ио но сферы с вы со той сначала п ада-
ет, так как N во зрастаето тнулево г    о значения. П о этомулуч, вхо дящ ий в ио но -
сферу, укло няется к Земле, как п о казано на рис.6,а; для каж до й точки
траекто рии θ1 вы числяется на о сно вании (5.1). О бщ ий характер это й криво й за-
висито ттог  о , наско лько бы стро уменьш ается величина n1 с вы со то й. П ри дан-
но й зависимо сти это о п ределяется частото й во лны . Е сли о на до статочно мала,
то во внутренней ио но сфере найдё тся уро вень с тако й ко нц ентрац ией N = N * ,
что луч будетиметь точкукасания с г         о ризо нтально й линией уро вня (рис.6,б).
Э то не что ино е, как точкап о во ро татраектории к Земле; нисхо дящ ая ветвьтра-
ектории симметрична во схо дящ ей. Н о часто та мо ж етбы ть и насто лько велика,
что п ри до стиж ении лучо м г  раниц ы внутренней ио но сферы ег  о касательная бу-
детнакло нна(рис.6,в). Т о г  дап о во ро ттраектории к Земле не о сущ ествится, п о -
ско льку во внеш ней ио но сфере п о казатель п рело мления уж е не п адает, а
во зрастаетс вы со то й, стремясь к единиц е. П о это мулуч укло няется в сторо ну
о тЗемли.




У сло вие п о во ро талучанайдё м, п о ло ж ивв (5.1) и (5.2) n0 = 1, θ1 = 90o , N = N * ,

                           sinθ 0 = n* или
                                                  .                                (5.3)
                           cosθ 0 ≈ 9 N   *
                                              f

Е сли для неко торо г
                    о вы бранно г  ла θ 0 п ри заданно й рабо чей частоте f о ка-
                                о уг
зы вается, что требуемая ко нц ентрац ия N * п ревы ш аетмаксимально е значение
N max , то луч не п о вернё тк Земле, т.е. ио но сфера не п ро явито траж аю щ ей сп о -

Страницы