ную траекторию волны ПРИКВ можно заменить ломаной линией ПРОКВ, представляющей собой боковые стороны равнобедрен-иого треугольника с основанием, равным расстоянию между пунктами излучения и приёл1а волны, и противолежащим основанию углом, равным 2во = 2 9.

Существует строгое доказательство справедливости замены истинной криволинейной траектории волны эквивалентной траекторией, указанной выше. При этом оказывается, что время распространения сигнала от пункта передачи до пункта приёма со скоростью света по отрезкам пути ПР и KB и с групповой скоростью по криволинейной траектории РИК равно времени распространения со скоростью света сигнала по сторонам показанного на рис. 24.IX равнобедренного треугольника. Высота П такого треугольника, т. е. высота воображаемой отражающей зеркальной поверхности или высота воображаемого ионизированного слоя одинаковой электронной плотности, отражающего волну своей нижней границей, называется действующей высотой ионизированного слоя.

Действующая высота ионизированного слоя больше истинной высоты точки отражения волны и тем больше, чем короче волна (выше частота); тому же при неизменной частоте она растёт с уменьшением угла падения.

Применявшиеся ранее методы экспериментального определения g при помощи наклонно падающего луча не давали достаточной точности измерений и требовали наличия радиостанций в двух пунктах (Я и В рис. 24.IX), поэтому они сейчас не применяются. В настоящее время действующие высоты слоев определя- ются только для вертикального падающего луча. Особенно ценно, как это станет ясным из материала § 9.IX, знать действующую высоту ионизированного слоя для критической частоты.

Изменения критических частот и действующих высот ионизированных слоев, связанные с изменениями состояния ионосферы

Так как непосредственные измерения параметров, дающих данные о структуре ионосферы на больших высотах (например, данные об электронной плотности) производить невозможно, большее значение имеет изучение структуры ионосферы при помощи ионосферных станций. Последние представляют собой систему из широкополосных (800 кгц-20 .Мгц) передатчика и приёмника, предназначенных для работы в импульсном режиме с мощностью в импульсе 100 вгн- 1 кет. Передатчик посылает вертикально импульс при непрерывно изменяемой частоте. Приёмник расположен рядом. Когда частота колебаний, излучаемых антенной передатчика, выше критической частоты - приёма нет. И только на частоте, равной критической, начинается приём сигнала. Значения критических частот видны по настройке передатчи-380

ка или приёмника. Действующая же высота ионизированного слоя определяется по времени т , затрачиваемому на прохождение волны от земли до точки отражения её в ионизированном слое и обратно.

Если бы скорость распространения волны от земли до точки отражения и обратно была одинаковой и равной с = 3- 10

истинная высота точки отражения равнялась бы h, то т выразилось бы как

Фактически волна со скоростью света движется только в не-ионизированном слое воздуха; распространение волн в ионосфере происходит с меньщей скоростью (групповой). Поэтому ф-ла (58.IX) даёт высоту воображаемого ионизированного слоя одинаковой электронной плотности, отражающего волну своей нижней границей, т. е. действующую высоту ионизированного слоя, поэтому ф-ла (58.IX) должна быть переписана так

2Н, 3-108

(59. IX)

Неотъемлемой частью современных ионосферных станций является электронно-лучевая трубка с калибрационными отметками, которая позволяет измерять промежуток времени между посланным и отражённым импульсами на экране трубки (на экране видны посланный и отражённый импульсы и расстояние между ними, градуированное в микросекундах).

Hf. км

Рис. 25.IX. Высотночастотные характеристики ионосферы: для лета и для зимы

На ряде ионосферных станций производится автоматическая запись действующей высоты ионизированных слоев на фотоплёнке, передвигаемой перед экраном с определённой скоростью, которая согласована с изменением частоты передатчика. Это позволяет получать характеристики ионосферы в виде так называемых высотночастотных характеристик, вид которых для лета и зимы Показан на рис. 25.IX. Из этих кривых видно, что действующие

Щ 338г Не, Ц

ВЫСОТЫ ионизированных слоев максимальны для критических частот.

Кроме автоматических ионосферных станций, существуют ещё предложерные Н. Д. Булатовым так называемые панорамные

ионосферные станции, на электроннолучевой трубке которых получается готовым изображение ионосферной характеристики.

Знание величины необходимо для определения угла падения Q, а следовательно, в конечном счёте требуемого угла максимального излучения К-

В настоящее время все регулярные и нерегулярные изменения состояния ионосферы принято характеризовать через критическую частоту и действующую высоту ионизированных слоев, не пользуясь для расчётов непосредствен-

Декабрь

о 8 12 гв 20 НО электронной плотностью (fp является мерой максимума электродной плотности слоя) и истинной высотой области максимальной электронной плотности слоя. В качестве примера на рис. 26.IX приведены суточные и сезонные характеристики критических частот и действующих высот основных слоев ионосферы. Для года максилталь-ной солнечной активности приведённые кривые дают средние месячные значения /д., и соответствующие им в зависимости от времени суток для летнего й зимнего месяцев. Эти кривые являются результатом наблюдений, произведённых для средних широт. Из рассмотрения их следует, что слой Е имеет постоянную действующую высоту как в течение дня, так и в течение года, причём Я = 110-120 км, однако - критическая частота этого слоя - имеет регулярные суточные и сезонные изменения. Она изменяется в течение дня с изменением высоты солнца над горизонтом, достигая дневного максимума в полдень. Дневной максимум fg летом больше, чем зимой, т. е. он возрастает по мере увеличения полуденного зенитного угла солнца.

О It а 12 IS 20

Месгпнве солнечное бремя (!?судао -;

Рис. 26.IX. Суточный ход средних месячных значений критических частот и действующих высот основных ионизированных слоев в средних широтах для года максимальной солнечной активности: а) для лета, б) для зимы