Влияние неоднородности ионосферы день – ночь на амплитуду СНЧ радиосигнала

Abstract

Обработаны записи суточных изменений амплитуды сверхнизкочастотной (СНЧ) радиоволны, зарегистрированные на антарктической станции «Беллинсгаузен», длина трассы распространения около 16 Мм. Средний уровень поля хорошо согласуется с литературными данными. В записях присутствуют суточные изменения амплитуды, вызванные неоднородностью ионосферы день – ночь. Дневной уровень поля ниже ночного на 5 – 6 дБ в вертикальной электрической компоненте и на 4 – 5 дБ в горизонтальной магнитной компоненте. Рассчитано поле в сферическом промежутке Земля – ионосфера для моделей полностью дневного и полностью ночного волноводов, взятых из литературы. Данные расчета противоречат наблюдениям, что, возможно, обусловлено неточностью задания модельной фазовой скорости радиоволн, от которой зависит положение интерференционных минимумов и максимумов поля. Расчет и измерения соответствуют друг другу, если откорректировать фазовую скорость волны на 10%. По-скольку однородные промежутки «полный день» или «полная ночь» не учитывают дифракции радиоволн на терминаторе, делается вывод о необходимости более точного моделирования и выполнении расчетов в неоднородном промежутке Земля – ионосфера.

Оброблені записи денних змін амплітуди наднизькочастотної (ННЧ) радіохвилі, що зареєстровано на антарктичній станції “Беллінсгаузен”, довжина траси поширення біля 16 Мм. Середній рівень поля добре узгоджується із літературними даними. У записах присутні денні зміни амплітуди, що зумовлені неоднорідністю нижньої іоносфери день – ніч. Денний рівень поля нижче нічного на 5 - 6 дБ у вертикальній електричній компоненті поля та на 4 – 5 дБ у горизонтальному магнітному полі. Виконано розрахунки поля сферичного хвильовода Земля – іоносфера для моделей повністю денного та повністю нічного хвильовода, які взяті із літератури. Данні розрахунків суперечать спостереженням, що можливо зумовлено хибним завданням модельної фазової швидкості радіохвиль, що визначає розташування інтерференційних мінімумів та максимумів поля. Розрахунки та вимірювання відповідають одне одному, якщо скорегувати фазову швидкість на 10%. Оскільки однорідні проміжності “повний день” або “повна ніч” не враховують дифракції радіохвиль на термінаторі, робиться висновок про необхідність більш точного моделювання та виконання розрахунків у неоднорідному резонаторі Земля - іоносфера.

Diurnal amplitude variations were processed of manmade ELF radio wave recorded at the Antarctic station “Bellinshausen”. The propagation path was about 16 Mm long. Average level of the field corresponds to the published data. Diurnal amplitude variations present in the record arise from the day – night non-uniformity of the waveguide. The ambient day level is by 5 – 6 dB lower than that at the ambient night conditions in the vertical electric field component, it is by 4 – 5 dB lower in the horizontal magnetic field. Computational results are presented for the fields in the spherical Earth – ionosphere cavity with the „whole day? and „whole night? ionosphere models taken from literature. Model data contradict to observations. Discrepancy might arise from an inexact value of the model phase velocity of radio waves, which governs the position of interference maxima and minima. Model data match the experiment after the phase velocity is corrected by 10%. Since the „whole day? and the „whole night? ionosphere models do not account for the wave diffraction at the day-night interface, we conclude that more exact modeling is desirable.