(Jt д,,1 шу,Лу.,Л 2. 66)

индексы 1, 2, 3. . . относятся к значениям различных величин в моменты ig, 3, . . . Легко заметить, что уравнение (2. 55) для разности допплеровских частот для слоисто неоднородной ионосферы N (z) эквивалентно по виду уравнениям (2. 66), однако оно отличается тем, что в нем исследуемые величины сглажены и осреднеиы в интервалах Af, Az и А, а величина Л включает влияние градиентов dNIdx, dNfdyndN/dt. При соблюдении определенных условий решение уравнений (2. 66) позволяет получить осредненные значения Л и N вдоль орбиты излучателя. Ниже для иллюстрации приводятся некоторые результаты, полученные этим методом.

Образцы первичных записей разности фаз двух когерентных радиоволн частотой в 20 и 90 Мгц, излучавшихся с ИСЗ, ноказаны на рис. 2.13 и 2.14. На каждой из осциллограмм две крайние горизонтальные прямые линии Соответствуют изменению разности фаз на 2 и. Наклонные линии описывают изменение разности фаз во времени; метки времени нанесены через 1 сек в нижней части записи (на рис, 2.14 они отмечены цифрами). В нижней части рис. 2.13 показан случай, когда из-за сильной облачности ионосферы значение 8Ф быстро изменялось нерегулярным образом. Длительный сеанс измерений на рис. 2.14 показывает, что запись §Ф и получаемая по ней величина ЬФ=ЪФ1Ы монотонно изменялись вдоль орбиты излучателя.

Образцы временного хода йф (?), построенные по первичным записям Ы>, показаны на рис. 2.15. Нерегулярности хода ЬФ {t), по-видимому, обусловлены главным образом влиянием мелкомасштабной облачной структуры ионосферы вдоль орбиты излучателя. Линейный размер облаков ~VqT (Уо - скорость излучателя), а флуктуации их электронной концентрации зависят от А {ЬФ) [3131.

Интерференция обыкновенной и необыкновенной волн (вращательный эффект Допплера). Для принятых выше условий (2. 61) при вычислении разности фаз пренебрегалось влиянием магнитного поля Земли. Однако на кривой амплитуды поля движущегося излучателя проявляется эффект, который непосредственно связан с влиянием магнитного поля. Этот эффект состоит в следующем [232, 312, 318]. Коэффициенты преломления обыкно-

Времени, одшко, были использованы методы, позволяющие определять из результатов непрерывных измерений 5Ф {t) только две величины: локальные значения электронной концентрации и iV, т. е. осредненное значение

интеграла Ndz, включающее влияние горизонтальных градиентов /V и ее

изменчивости во времени.

Результаты опытов показали, что во многих случаях влияние градиентов N можно сгладить и оно не велико. Суть соответствующего метода анализа экспериментальных данных кратко сводится к следующему [313]. Решается попарно последовательность цепочки уравнений, записанпая для последовательности времен t, t, 3, . . отстающих друг от друга на равные достаточно малые интервалы А/. По сглаженной кривой ЪФ (t), получаемой экспериментально, для интервалов At={t2-tj), А=(з- 3), . . определяются разности фаз ЬФх, Фзг Тогда из (2. 53) следует

Рис. 2.13. Образцы записей разности фаз двух когерентных радиоволн, излучавшихся с ИСЗ Космос

штштцш

Рис. 2.14. Запись полного сеанса наблюдений за разностью фаз двух когерентных радиоволн, излучавшихся с ИСЗ Электрон j f

Электрон-} март 19БЦг

Электрон7 , ы.ш W6Uг

8 и 01м

6ч02м вчОЗм 9ч 29м

-20-

-ио-

9ч31м

ЭчЗЗм

Рис. 2.15. Образцы временной зависимости разности допплеровских частот 8Ф {t) двух когерентных радиоволн, излучавшихся с ИСЗ Электрон

венной и необыкновенной волн в квазипродольном случае, который близко соответствует условиям (2. 61), равны

2ле2

1 X £ cos 6

(2. 67)

Поэтому, подставляя в (2. 49) значения (2. 67), получаем, что регистрируемая амплитуда суммарной волны медленно изменяется при движении излучателя с частотой

mw2 dt

tOflTVcosO

dz COS<f *

(2. 68)

так как амплитуды обыкновенной и необыкновенной волн отличаются по фазе, и суммарная их амплитуда пропорциональна

(cos - ЬФat) + cos -\- ЬФцЩ = cos 8Ф cos t.

(2. 69)

Однако этот эффект также связан с тем, что обе волны круглополяризованы в различных направлениях, поэтому его можно назвать вращательным эффектом Допплера.

Из (2. 68) следует, что частота вращательного эффекта Допплера приближенно обратно пропорциональна квадрату несущей частоты излучателя, что, в частности, видно из осциллограмм рис. 2.16, иллюстрирующих соответствующую модуляцию амплитуды поля сигналов, излучаемых с ИСЗ и принимаемых на Земле. (На рис. 2.16 Ти=2т:{ЬФп.)

Общий характер изменения амплитуды принимаемых воля при прохождении ИСЗ с излучателем над точкой наблюдения в зоне радио и оптической видимости ИСЗ, между моментами его радиовосхода и радиозахода , показан на записях, приведенных на рис. 2.17. На этих записях наряду с периодами Тп отмечены периоды Г кувыркания ИСЗ вдоль орбиты.