cos 6i

+ Sin Te[( + + sin k]N. (2. 70)

Индекс s указывает, что значения соответствующих величин взяты в точке, где помещен излучатель; y - угол между ifo и вертикалью z; I - угол между проекцией jffp вдоль оси у в плоскости (yz) и плоскостью (xz);

О := (gff = COS р COS Y -- sin cp sin Y cos 1;

(2, 71)

знаки + выбираются соответственно тому, совпадает ли знак угла 5 с направлением или противоположен ему.

Легко заметить, что если одновременно измеряются величины 8Ф и ЬФн, то совместное решение уравнений (2. 55) и (2. 70) в заданной точке

Рис. 2.16. Быстрая запись амплитуды радиоволн, излучавшихся с ИСЗ, иллюстрирующая вращательный эффект Допплера

Если принять iV=iV (z), то из формулы (2. 68) следует формула, аналогичная (2- 55) связывающая угловую частоту ЬФн с параметрами ионосферы и элементами орбиты движущегося излучателя:

Радиозаход спутника

Радиовосход спутника

2.17. Полные сеансы записей амплитуды радиоволн, излучавшихся с 1

вынося из под интеграла (2. 68) среднее значение Н cos 0/cos <f.

Следует отметить, что на круговых участках орбиты излучателя, когда Zg~0, уравнение (2.70), как и (2.55), непосредственно определяет Ndz, а при строго вертикальной орбите, когда + zjcos <? = 0 и у = 0, - значение N [см. (2.51)].

4. Некоторые экспериментальные результаты

В этом разделе для иллюстрации приведены типичные результаты, полученные при использовании фазовых методов. Такие опыты с пойощью ракет были начаты примерно 20 лет назад, а затем были продолй ены на ИСЗ.

Одна из наиболее ранних кривых N (z), полученная в утренние часы 29 сентября 1949 г., приведена на рис. 2.18 [29]. Помечены участки, которые ассоциируются по высотно-частотной характеристике с отражением от так называемого слоя Е ж от начала области F,

На рис. 2.19 изображены результаты измерений при полете ракеты утром 7 мая 1954 г. и отмечены области Е, F1 и начало области F2 {z > 200 км), где закончились измерения, максимум же области F2 (пунктир) экстраполирован по данным высотно-частотной характеристики, снятой в то же время.

Множество опытов с ракетами дают ход высотной зависимости N (z), подобный изображенным, который показывает, что электронная концентрация монотонно возрастает с высотой до максимума NF2, и так называемые слои ионосферы Е, F1 ж F2 характерны лишь более или менее резко выраженными максимумами N. Особенностью этих максимумов, как известно, является относительная устойчивость их высот, которые изменяются, как и сами значения N достаточно закономерно в течение суток в зависимости от широты, и т. д. Значение же NjF2 можно назвать главным максимумом электронной концентрации ионосферы.

Эти результаты ни в коей мере не противоречили результатам, полученным из высотно-час1отных характеристик, иа которых крутой, а иногда скачкообразный ХОД действующих высот, как мы видели, обусловлен быстрым cbt-iQm uemfeBSL ттшювото датзывав-ая адаодн в области максимума электронной концентрации, где диэлектрическая проницаемость стремится к нулю.

На рис. 2.20 наряду с кривой N (г), снятой в опытах на ракете, пунктиром изображена зависимость N (z), рассчитанная в результате строгой математической обработки высотно-частотной характеристики, снятой во время этих опытов [31]. Из рисунка видно, что рассчитанная кривая в общем хорошо воспроизводит главные особенности высотного хода N (z). Анализ высотно-частотных характеристик давно приводил к заключению, что в высотном распределения N (z) нижней ионосферы обычно отсутствуют сколько-нибудь глубокие минимумы между областями Е, F1 и F2. Опыты же на ракетах подтвердили этот вывод прямыми измерениями электронной концентрации.

Более интересные и новые данные о структуре ионосферы были получены впервые фазовыми методами, а о структуре так называемого слоя Е, и

определяет и iV. Этот метод, однако, до сих пор еще очень мало использован для исследований ионосферы. Обычно измеряется лишь полное число циклов 2 8Фд=ДФд за интервал времени (г-г) соответствующий достаточно большому участку орбиты излучателя, и приближенно определяют интегральное значение электронной концентрации

ДФя-4-. ()? Ndz, (2. 72)

т2ы2с2 \ COS f / i