«Elektrodinamika va radio to'lqinlarning propagatsiyasi» kursi bo'yicha ma'ruzalar

Yer to'lqinlarining tarqalib ketish bo'yicha asosiy xulosalari

1. 
   Yer yuzasiga yer yuzasi sezilarli darajada ta'sir ko'rsatishi, radio to'lqinlar energiyasini o'zlashtirishi bilan ajralib turadi. Vertikal polarizatsiyaga ega bo'lgan radio to'lqinlar gorizontal polarizatsiyaga ega bo'lganlarga qaraganda kamroq intenuatsiyaga duchor bo'lishadi.
   

11. 
    Yer to'lqinlarining past ko'tarilgan antennalar bilan tarqalish oralig'i Yerning sferikligi ta'sirida bo'ladi. Qisqa masofalar uchun, Yerni tekis deb hisoblash mumkin bo'lganda, attenuatsiya omili Burroughs graflari yordamida hisoblab chiqiladi, uzoq izlar uchun esa difraksion formulalar va MKKR grafigi ishlatiladi.
    
12. 
    Yuqori ko'tarilgan antennalar bilan radio bog'lanishlar uchun attenuatsiya ko'paytiruvchi yorug'lik mintaqasidagi interferensiya formulalariga ko'ra yoki penumbra va soya zonalarida difraksion formulalarga ko'ra chiziq uzunligiga qarab hisoblab chiqiladi. Yer yuzasining sferikligi antennalarning kamaytirilgan balandliklari va farqlash koeffitsientining kiritilishi bilan hisobga olinadi.
    
13. 
    Tengsiz yuza (o'zgaruvchan terakt) dan yuqori ko'tarilgan antennalar bilan radio bog'lanishlar uchun attenuatsiya ko'paytiruvchisini hisoblash yordam elementlari bo'yicha yo'lning yopilish darajasini hisobga olgan holda amalga oshiriladi. Interferensiya formulalari ochiq izlar uchun, difraksion formulalar esa yarim ochiq va yopiq izlar uchun ishlatiladi.
    
14. 
    Barcha hollarda, aks ettirilgan to'lqinning mavjudligi Rayleigh mezonidan foydalangan holda tekshiriladi.
    

4. Ma'ruza 22

   1. Ionosfera. Ta'lim va struktura

Ionosfera atmosferaning 60 km dan ortiq balandlikda joylashgan mintaqasi deb ataladi. Ushbu mintaqaning xarakterli xususiyati gazning neytral zarralari (molekulalari, atomlari) bilan birga mavjudligi, shuningdek gazlarning ionlanishi natijasida hosil bo'lgan erkin elektronlar, musbat va manfiy ionlardir.
Ionlanish jarayoni atom yoki molekulaning tashqi qobig'idan bir yoki bir nechta elektronlarni yirtib tashlashdan iborat. Elektronning orbitadan chiqishi (yoki ionlanishi) ishini bajarish uchun zarur bo'lgan energiya, asosan, Quyoshdan (99% gacha) elektromagnit nurlanish va zaryadlangan zarralar oqimi ko'rinishida keladi. Ba'zan quyosh shamoli deb ataladi. Quyoshdan tashqari ionlanishga ba'zan yulduzlar, kosmik nurlar va meteorlardan radiatsiya ham sabab bo'lmoqda. Quyosh radiatsiyasi ta'siri ostida Yer atmosferasida ionlanishning ikki turi: fotoionizatsiya va ta'sir ionizatsiyasi sodir bo'ladi.
Atmosferaning fotoionizatsiyasi elektromagnit nurlanish ta'sirida to'lqinsimon μm bilan sodir bo'ladi, ya'ni Quyoshdan ultrabinafsha va rentgen nurlari tufayli. Zarba ionlanishi korpuskulyar zarralar gaz molekulalari yoki atomlar bilan to'qnashganda sodir bo'ladi. Elektron massasi elektron massasiga ega bo'lgan zarrachalar Yer atmosferasining gazini km/s tezlikda ionlashga qodir. Shok ionlanishi, Yerning doimiy magnit maydonining ta'siri tufayli, yerning doimiy magnit maydoni ta'siri tufayli, asosan, Yerning qutb mintaqalarida sezilarli hissa qo'shadi Top. Ionlanish bilan bir vaqtda musbat nonesga ega elektron neytral molekulaga yoki atomga qayta birlashadi va elektronlar neytral zarrachalarga "yopishib qoladi".
Shunday qilib, ionosferada bir vaqtning o'zida erkin elektronlar, musbat va manfiy nonelar bor. Musbat va manfiy zaryadlar soni bir xil bo'ladi. Umuman olganda, ionosfera kvazi-neytral bo'ladi. Gazlarning bunday birikmasiplazma deyiladi.
Radio to'lqinlarning tarqalib ketishiga hal qiluvchi ta'sir zaryadlangan zarrachalar - elektronlarning eng yengil va ko'chma ta'sirida amalga oshiradi, uning konsentratsiyasi (zichligi) bir birlik hajmiga elektronlar soni bilan belgilanadi va ionosferaning holati va tuzilishini xarakterlaydi.
Ionlashgan gazning holati tenglamasi shaklga ega

ionlangan gazning elektron konsentratsiyasi (elektron zichligi) qayerda; bir birlik vaqtiga bir birlik hajmiga elektron-ion juftlarining yo'qolib qolish ehtimoliga teng rekombinatsiya koeffitsientidir.
Rekombinatsiya va ionlanish jarayonlarining dinamik muvozanat holatida ( ) ionosferaning elektron konsentratsiyasi
.
bu erda ionlanish intensivligi har bir birlik vaqti uchun birlik hajmi uchun hosil bo'lgan elektron-ion juftlari soniga teng.
Ionlanish manbaining to'xtatilishidan keyin ionosferaning elektron konsentratsiyasi giperbolik qonunga ko'ra kamayadi

qaerda ionlanish manbaining to'xtatish vaqtida elektron konsentratsiyasi. Bu ifoda nima uchun, quyosh botishi bilan, elektron konsentratsiyasi darhol kamayadi emas, balki ko'proq yoki kamroq asta-sekin tushuntiradi.
Ideallashgan holatda atmosferaning bir hil tarkibga ega ekanligini faraz qilsak, uning temperaturasi balandlik bilan o'zgarmaydi, bosim teng o'zgaradi, u holda elektron konsentratsiyasining balandlik funksiyasi sifatida taqsimlanishi bitta maksimumga ega ( Рисунок 16 Bu taqsimot oddiy qatlam deyiladi (Kryuchkov-Chapman qatlami). Oddiy qatlamning hosil bo'lishi ionlashtiruvchi nurlanishning intensivligi tufayli Yer sirtiga yaqinlashish bilan kamayadi, neytral zarralarning zichligi esa qarama-qarshi yo'nalishda o'zgaradi. Ionlashtiruvchi nurlanish hali ancha kuchaymagan balandlikda maksimal darajada kuzatiladi, neytral zarralarning zichligi esa hali unchalik kichik emas.

16. 
    − Oddiy ionlanish qatlamining shakllanishi
    

Haqiqiy atmosfera gazlar tarkibida ham, haroratda ham gaz tarkibi va harorati balandlikda o'zgaradi. Bularning barchasi, turli balandliklar uchun turli ionlanish energiyalari bilan birgalikda, bir o'rniga bir nechta elektron konsentratsiyasi maksimala ko'rinishiga olib keladi. Shuning uchun, atmosferada elektron konsentratsiyasining balandlikdagi taqsimlanishi yanada murakkabroq. Elektron konsentratsiyasining balandlik ustidan taqsimlanishi qadamdan qadamga konsentratsiyaning ancha silliq o'zgarishi bilan qadam egri chizig'i shakliga ega ekanligi eksperimental ravishda aniqlangan (Shakl. 9.4). Elektron konsentratsiyasi maxima odatda U alohida mintaqalar yoki ionosferaning "qatlamlari" pozitsiyasi bilan aniqlanadi. Ionosfera qatlamlarining asosiy parametrlari xarakteristikasi 2-jadvalda keltirilgan.

2-jadval – ionosfera qatlamlarining parametrlari

Qatlam parametrlari	Ionosfera yotqiziqlari
Qatlam balandligi , km	60−90	100−140	170−240	230−400
Qatlamning yarim qalinligi , km	−	15−20	20−100	50−200
Elektron konsentratsiyasi , e/kub m.	10^8−10^9	10^9−2∙10^11	2∙10^11−4,5∙10^11	2∙10^11−2∙10^12

17. 
    − Ionosferada elektron konsentratsiyasining taqsimlanishi
    

Qatlam ionosferaning eng past qatlamidir. U 60-90 km balandlikda joylashgan. Elektron zichligi elektro 3 dan oshmaydi. Qatlam faqat kunduzi paydo bo'ladi. Tunda bu balandliklarda ionlanish yo'qoladi va ionlanish jarayoni natijasida qatlam mavjud bo'lishdan to'xtaydi. Yozda qatlamning elektron zichligi qishdagidan yuqori bo'ladi.
Qatlam tadqiqotchilar tomonidan kashf etilgan birinchi qatlamdir. Qatlamning pastki chegarasi 100 km balandlikda, qatlamning yarim qalinligi 15-20 km. Elektron konsentratsiyasi kunduzi el / m 3 maksimal darajaga yetadi va Quyoshning zenit burchagi o'zgarishidan keyin o'zgaradi. Tunda elektron zichligi doimiy darajada qoladi va e/m³ . Nokturnal ionlanish sababi hali o'rnatilmagan.Taxminlarga ko'ra, bunga qisman meteorlar, qisman neytral molekulalarga elektronlarning "yopishqoqligi" sabab bo'ladi.
Qatlam 170-240 km balandlikda joylashgan. Qatlam c ning elektron zichligielektro / m ³. Qatlam faqat kunduzi va asosan yozda mavjud.
Qatlam doim mavjud, kecha-kunduz, yoz va qish, bahor va kuz. Uning balandligi Yer sirtidan 230-400 km uzoqlikda joylashgan. Elektron konsentratsiyasi e/m3 gacha bo'lgan, kuchli o'zgarishlarga duchor bo'ladi, hatto sokin kunlarda va kunning ayni soatida elektron zichligi o'rtacha qiymatdan sezilarli darajada ajralib turadi.
Qatlamning ionlanishi kenglik va uzunlikda turlicha bo'ladi. Bundan tashqari, butun globus uchun qatlamning ionlanishida ham yillik o'zgarish bo'ladi: qishda shimoliy yarim sharda ionlanish odatda yozga nisbatan yuqori bo'ladi. Qatlam qisqa to'lqinlarni aks ettiruvchi asosiy qatlam bo'lib, radioaloqa uchun juda katta amaliy ahamiyatga ega.
Ionosfera holatidagi diurnal va mavsumiy o'zgarishlardan tashqari, Quyosh faolligining 1-1 yillik sikli bilan bog'liq ionosferadagi o'zgarishlar ham kuzatiladi. Quyosh faolligi mezoni Bo'rilar sonidir . Bo'ri raqami Quyoshda kuzatilgan quyosh dog'lari yig'indisiga teng son va quyosh dog'i guruhlarining o'n barobari
,
qaerda quyosh dog'lari soni; dog'lar biriktirilgan guruhlar sonidir.
Quyosh sokin. Quyosh faol hisoblangach. Yuqori quyosh faolligi yillarida Yer atmosferasining ionlanishi sezilarli darajada o'zgarib, nihoyatda tartibsiz bo'ladi. Bu qisqa to'lqinli aloqada tez-tez uzilishlarga olib keladi.

2.