Propagacja fal radiowych - wykład 7

Wpływ jonosfery na rozchodzenie się fal radiowych

dr inż. Jarosław M. Janiszewski

p. 906 C-4, tel. [phone]

[e-mail]

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

2

Budowa jonosfery

„

„

Jonosferą nazywamy zjonizowaną część atmosfery zalegającą na wys

Jonosferą nazywamy zjonizowaną część atmosfery zalegającą na wys

okości powyżej 60

okości powyżej 60

km (do 90 km skład taki sam jak w pobliżu powierzchni Ziemi)

km (do 90 km skład taki sam jak w pobliżu powierzchni Ziemi)

„

„

Podstawowe własności fizyczne:

Podstawowe własności fizyczne:

‹

‹

Skład

Skład

‹

‹

Gęstość (liczba cząsteczek w jednostce objętości)

Gęstość (liczba cząsteczek w jednostce objętości)

‹

‹

Temperatura

Temperatura

‹

‹

Prądy powietrzne

Prądy powietrzne

ƒ

ƒ

Zmierzone metodami

Zmierzone metodami

•

•

Bezpośrednimi

Bezpośrednimi

–

–

Balony stratosferyczne, sondy, satelity (pomiary ciśnienia, temp

Balony stratosferyczne, sondy, satelity (pomiary ciśnienia, temp

eratury, prądów

eratury, prądów

powietrznych)

powietrznych)

•

•

Pośrednimi

Pośrednimi

–

–

Obserwacje zórz polarnych, trajektorii meteorów

Obserwacje zórz polarnych, trajektorii meteorów

–

–

pomiary rozchodzenia się fal radiowych (wypromieniowywane pionow

pomiary rozchodzenia się fal radiowych (wypromieniowywane pionow

o w górę)

o w górę)

‹

‹

Na dużych wysokościach rozwarstwienie gazów (cięższe gazy gromad

Na dużych wysokościach rozwarstwienie gazów (cięższe gazy gromad

zą się niżej)

zą się niżej)

‹

‹

Dysocjacja tlenu i azotu (rozpad cząstek na atomy)

Dysocjacja tlenu i azotu (rozpad cząstek na atomy)

ƒ

ƒ

O

O

2

2

zaczyna się na wysokości 90 km

zaczyna się na wysokości 90 km

ƒ

ƒ

N

N

2

2

zachodzi powyżej 220 km

zachodzi powyżej 220 km

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

3

Budowa jonosfery

‹

‹

Rozkład

Rozkład

temperatury

temperatury

ƒ

ƒ

210 K

210 K

–

–

do 20 km

do 20 km

ƒ

ƒ

400 K (maksimum)

400 K (maksimum)

–

–

60 km

60 km

ƒ

ƒ

200

200

–

–

250 K (drugie minimum)

250 K (drugie minimum)

–

–

80

80

km

km

ƒ

ƒ

Wzrost do ponad 1000 K

‹

‹

Dysocjacja tlenu i azotu (rozpad

Dysocjacja tlenu i azotu (rozpad

cząstek na atomy)

cząstek na atomy)

ƒ

ƒ

N

N

2

2

zachodzi powyżej 220 km

zachodzi powyżej 220 km

ƒ

ƒ

O

O

2

2

zaczyna się na wysokości 90 km

zaczyna się na wysokości 90 km

Wzrost do ponad 1000 K

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

4

Budowa jonosfery

„

„

Jonizacja

Jonizacja

-

-

usunięcie jednego lub kilku elektronów z atomu

usunięcie jednego lub kilku elektronów z atomu

–

–

konieczne wykonanie

konieczne wykonanie

pracy jonizacji

pracy jonizacji

gdzie

gdzie

h

h

–

–

stała

stała

Plancka

Plancka

, 6,63 10

, 6,63 10

–

–

23

23

Js

Js

f

f

–

–

częstotliwość promieniowania oddziaływującego na gaz

częstotliwość promieniowania oddziaływującego na gaz

„

„

Częstotliwość jonizacji

Częstotliwość jonizacji

–

–

częstotliwość przewyższająca wartość krytyczną, powyżej

częstotliwość przewyższająca wartość krytyczną, powyżej

której zachodzi jonizacja

której zachodzi jonizacja

„

„

Jonizacja wskutek dostarczenia energii przez cząstkę

Jonizacja wskutek dostarczenia energii przez cząstkę

W

hf

>

W

mv >

2

2

eV

mv >

2

2

,

,

w elektronowoltach

w elektronowoltach

przy czym:

przy czym:

e

e

–

–

ładunek elektronu

ładunek elektronu

V

V

–

–

różnica potencjałów w woltach, po przejściu której elektron nab

różnica potencjałów w woltach, po przejściu której elektron nab

iera prędkości

iera prędkości

ν

ν

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

5

Budowa jonosfery

„

„

Praca jonizacji gazów wchodzących w skład atmosfery

Praca jonizacji gazów wchodzących w skład atmosfery

14,5

14,5

85

85

N

N

15,5

15,5

79,5

79,5

N

N

2

2

13,6

13,6

91

91

O

O

12,2

12,2

102,6

102,6

O

O

2

2

Praca jonizacji [

Praca jonizacji [

eV

eV

]

]

Długość fali jonizującej [

Długość fali jonizującej [

nm

nm

]

]

Gaz

Gaz

Najłatwiej ulega jonizacji tlen

Najłatwiej ulega jonizacji tlen

-

-

długość fali odpowiada promieniowaniu

długość fali odpowiada promieniowaniu

ultrafioletowemu

ultrafioletowemu

„

„

Źródła jonizacji

Źródła jonizacji

‹

‹

Słońce

Słońce

‹

‹

fale radiowe

fale radiowe

–

–

szerokie widmo

szerokie widmo

‹

‹

Ultrafiolet (2..30

Ultrafiolet (2..30

nm

nm

) i rentgenowskie (0,8 ..2

) i rentgenowskie (0,8 ..2

nm

nm

)

)

‹

‹

Promieniowanie korpuskularne

Promieniowanie korpuskularne

‹

‹

Gwiazdy

Gwiazdy

‹

‹

Promieniowanie kosmiczne

Promieniowanie kosmiczne

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

6

Budowa jonosfery

„

„

Rekombinacja

Rekombinacja

–

–

ponowne łączenie się jonów

ponowne łączenie się jonów

–

–

‹

‹

wydziela się energia taka jak przy jonizacji

wydziela się energia taka jak przy jonizacji

„

„

Warunki jonizacji ulegają ciągłym zmianom

Warunki jonizacji ulegają ciągłym zmianom

-

-

silnie zależą od Słońca

silnie zależą od Słońca

‹

‹

w godzinach porannych i przedpołudniowych przeważa jonizacja

w godzinach porannych i przedpołudniowych przeważa jonizacja

–

–

gęstość

gęstość

elektronowa wzrasta

elektronowa wzrasta

‹

‹

Po południu przeważa rekombinacja

Po południu przeważa rekombinacja

‹

‹

W nocy rekombinacja niweluje jonizację zachodzącą w ciągu dnia

W nocy rekombinacja niweluje jonizację zachodzącą w ciągu dnia

„

„

Górne warstwy atmosfery w permanentnym stanie jonizacji

Górne warstwy atmosfery w permanentnym stanie jonizacji

„

„

Występują zmiany sezonowe

Występują zmiany sezonowe

„

„

Zmiany długookresowe związane z aktywnością Słońca

Zmiany długookresowe związane z aktywnością Słońca

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

7

Budowa jonosfery

„

„

Gęstość elektronowa

Gęstość elektronowa

–

–

warstwy jonosfery

warstwy jonosfery

„

„

W ciągu dnia

W ciągu dnia

‹

‹

D

D

–

–

60

60

–

–

90 km

90 km

‹

‹

E

E

–

–

100

100

–

–

120 km

120 km

‹

‹

F

F

1

1

–

–

180

180

–

–

240 km (tylko w

240 km (tylko w

porze letniej)

porze letniej)

‹

‹

F

F

2

2

–

–

230

230

–

–

400 km

400 km

‹

‹

D

D

i

i

F

F

1

1

znikają w nocy,

znikają w nocy,

pozostają

pozostają

E

E

i

i

F

F

2

2

(maleje

(maleje

gęstość elektronowa)

gęstość elektronowa)

‹

‹

D, E, F

D, E, F

1

1

–

–

duża stabilność

duża stabilność

–

–

dobowe zmiany powtarzają się

dobowe zmiany powtarzają się

‹

‹

F

F

2

2

–

–

niestabilna

niestabilna

–

–

gęstość elektronowa i wysokość maksimum ulega zmianom z dnia

gęstość elektronowa i wysokość maksimum ulega zmianom z dnia

na dzień

na dzień

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

8

Podstawowe

parametry

obszarów

jonosfery

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

9

Budowa jonosfery

„

„

Dobowe zmiany częstotliwości krytycznej i wysokości warstw

Dobowe zmiany częstotliwości krytycznej i wysokości warstw

E

E

i

i

F

F

( a

( a

–

–

miesiące letnie; b

miesiące letnie; b

–

–

miesiące zimowe)

miesiące zimowe)

„

„

Gęstość elektronowa a

Gęstość elektronowa a

częstotliwość krytyczna

częstotliwość krytyczna

„

„

Czasami na wysokości warstwy

Czasami na wysokości warstwy

E

E

pojawia się silnie zjonizowana

pojawia się silnie zjonizowana

warstwa

warstwa

E

E

s

s

(sporadyczna)

(sporadyczna)

‹

‹

Powstaje w dowolnej porze

Powstaje w dowolnej porze

doby i roku

doby i roku

‹

‹

Na średnich szerokościach

Na średnich szerokościach

geograficznych częściej

geograficznych częściej

pojawia się w porze letniej

pojawia się w porze letniej

2

4

10

24

,

1

kr

f

N

⋅

=

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

10

Budowa jonosfery

„

„

Pozostałe efekty

Pozostałe efekty

„

„

Wiatr jonosferyczny

Wiatr jonosferyczny

–

–

ruchy

ruchy

cząstek w jonosferze wywołane

cząstek w jonosferze wywołane

oddziaływaniem Księżyca i

oddziaływaniem Księżyca i

Słońca (przypływy, odpływy)

Słońca (przypływy, odpływy)

„

„

Wiry (turbulencje)

Wiry (turbulencje)

-

-

wynikające z

wynikające z

niejednorodności atmosfery

niejednorodności atmosfery

–

–

powodują rozpraszanie fal

powodują rozpraszanie fal

elektromagnetycznych

elektromagnetycznych

rozchodzących się w jonosferze

rozchodzących się w jonosferze

„

„

Burze jonosferyczne

Burze jonosferyczne

-

-

zaburzenia

zaburzenia

stanu zjonizowania

stanu zjonizowania

–

–

efekt zorzy

efekt zorzy

polarnej i zaburzeń pola

polarnej i zaburzeń pola

geomagnetycznego

geomagnetycznego

‹

‹

F

F

2

2

–

–

przestaje istnieć

przestaje istnieć

–

–

bardzo

bardzo

mała gęstość elektronowa

mała gęstość elektronowa

„

„

Strefy

Strefy

Van Allena

Van Allena

‹

‹

Obszary wypełnione cząstkami o dużej

Obszary wypełnione cząstkami o dużej

energii kinetycznej poruszającymi się

energii kinetycznej poruszającymi się

wzdłuż linii pola magnetycznego

wzdłuż linii pola magnetycznego

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

11

Budowa jonosfery

„

„

Pozostałe efekty

Pozostałe efekty

„

„

Tory meteorów w atmosferze

Tory meteorów w atmosferze

‹

‹

Prostoliniowe

Prostoliniowe

‹

‹

Meteory wchodzące z

Meteory wchodzące z

dużą prędkością w

dużą prędkością w

atmosferę rozgrzewają się i

atmosferę rozgrzewają się i

odparowują

odparowują

‹

‹

Zostawiają zjonizowany

Zostawiają zjonizowany

ślad

ślad

ƒ

ƒ

Średnia długość śladu

Średnia długość śladu

–

–

25 km

25 km

ƒ

ƒ

Średnica w fazie

Średnica w fazie

początkowej

początkowej

–

–

kilka

kilka

centymetrów

centymetrów

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

12

Rozchodzenie się fal radiowych w plazmie (1)

„

„

Parametry elektryczne zjonizowanego gazu

Parametry elektryczne zjonizowanego gazu

‹

‹

Względna przenikalność zjonizowanego gazu

Względna przenikalność zjonizowanego gazu

‹

‹

Ma wymiar częstotliwości

Ma wymiar częstotliwości

–

–

częstotliwość plazmowa

częstotliwość plazmowa

‹

‹

Względna przenikalność elektryczna zjonizowanego gazu

Względna przenikalność elektryczna zjonizowanego gazu

ƒ

ƒ

Przenikalność elektryczna plazmy jest mniejsza od przenikalności

Przenikalność elektryczna plazmy jest mniejsza od przenikalności

próżni

próżni

ƒ

ƒ

są funkcjami częstotliwości

są funkcjami częstotliwości

–

–

plazma jest ośrodkiem dyspersyjnym

plazma jest ośrodkiem dyspersyjnym

2

2

0

1

ω

ε

ε

m

N

e

j

−

=

2

2

ω

ν

σ

m

N

e

j

=

2

0

2

0

1

1

ω

ε

ε

ε

ε

m

N

e

j

rj

−

=

=

0

2

ε

m

N

e

0

2 f

o

π

ω

=

0

0

0

2

2 f

m

N

e

π

ω

ε

=

=

po podstawieniu wartości

po podstawieniu wartości

0

,

,

ε

m

e

N

f

8

,

80

0

=

e

e

–

–

ładunek elektronu

ładunek elektronu

m

m

–

–

masa elektronu

masa elektronu

N

N

–

–

gęstość elektronowa

gęstość elektronowa

ω

ω

-

-

pulsacja rozchodz

pulsacja rozchodz

ą

ą

cej si

cej si

ę

ę

fali

fali

ν

ν

-

-

liczba zderze

liczba zderze

ń

ń

2

2

0

1

f

f

rj

−

=

ε

1

<

rj

ε

j

rj

σ

ε

,

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

13

Rozchodzenie się fal radiowych w plazmie (2)

„

„

ε

ε

i

i

σ

σ

zmieniaj

zmieniaj

ą

ą

si

si

ę

ę

od punktu do punktu

od punktu do punktu

„

„

ε

ε

rj

rj

zale

zale

ż

ż

y od g

y od g

ę

ę

sto

sto

ś

ś

ci elektronowej, przyjmuje dowolne warto

ci elektronowej, przyjmuje dowolne warto

ś

ś

ci mniejsze od 1, bliskie

ci mniejsze od 1, bliskie

zeru i zero

zeru i zero

„

„

P

P

ł

ł

aski model warstwowej jonosfery

aski model warstwowej jonosfery

–

–

sygna

sygna

ł

ł

radiowy wypromieniowany pionowo

radiowy wypromieniowany pionowo

‹

‹

Współczynnik załamania

Współczynnik załamania

Sygnał ulega odbiciu na wysokości na jakiej przenikalność elektr

Sygnał ulega odbiciu na wysokości na jakiej przenikalność elektr

yczna i współczynnik

yczna i współczynnik

załamania są równe zeru

załamania są równe zeru

–

–

częstotliwość plazmowa = częstotliwości sygnału

częstotliwość plazmowa = częstotliwości sygnału

‹

‹

Zwiększanie częstotliwości

Zwiększanie częstotliwości

–

–

odbicie na coraz większej wysokości aż do

odbicie na coraz większej wysokości aż do

‹

‹

Częstotliwość krytyczna

Częstotliwość krytyczna

–

–

max. częstotliwość przy której pionowo wypromieniowana

max. częstotliwość przy której pionowo wypromieniowana

fala ulega odbiciu

fala ulega odbiciu

‹

‹

Przy częstotliwościach wyższych od krytycznej

Przy częstotliwościach wyższych od krytycznej

–

–

odbicie nie występuje

odbicie nie występuje

–

–

jonosfera

jonosfera

staje się przeźroczysta

staje się przeźroczysta

0

)

(

8

,

80

1

2

>

−

=

f

H

N

r

ε

2

)

(

8

,

80

1

f

H

N

n

r

−

=

=

ε

)

(

8

,

80

)

(

0

H

N

H

f

f

=

=

max

)

(

N

H

N

=

max

8

,

80 N

f

kr

=

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

14

Rozchodzenie się fal radiowych w plazmie (3)

„

„

Fala padaj

Fala padaj

ą

ą

ca prostopadle na jonosfer

ca prostopadle na jonosfer

ę

ę

„

„

W przedziale H

W przedziale H

1

1

..H

..H

2

2

–

–

przenikalno

przenikalno

ść

ść

ujemna, wsp

ujemna, wsp

ó

ó

ł

ł

czynnik za

czynnik za

ł

ł

amania urojony

amania urojony

„

„

W przedziale H

W przedziale H

1

1

..H

..H

2

2

przy cz

przy cz

ę

ę

stotliwo

stotliwo

ś

ś

ci

ci

f

f

3

3

fala ulega odbiciu

fala ulega odbiciu

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

15

Załamanie fal radiowych w płaskiej jonosferze (1)

„

„

Przyjmujemy płaski model warstwowej jonosfery

Przyjmujemy płaski model warstwowej jonosfery

„

„

Równanie fali wchodzącej pod kątem

Równanie fali wchodzącej pod kątem

Θ

Θ

o

o

0

0

sin

sin

Θ

=

Θ n

n

n

n

0

0

= 1 na początku warstwy jonosfery

= 1 na początku warstwy jonosfery

„

„

Fala powraca na Ziemię jeżeli w punkcie

Fala powraca na Ziemię jeżeli w punkcie

powrotu

powrotu

Warunek powrotu

Warunek powrotu

skąd

skąd

PRAWO SECANSA

PRAWO SECANSA

0

sin

Θ

=

n

1

sin

=

Θ

0

2

sin

)

(

8

,

80

1

Θ

=

−

f

H

N

0

0

0

sec

sec

)

(

8

,

80

Θ

=

Θ

=

f

H

N

f

„

„

Wnioski:

Wnioski:

-

-

fala o częstotliwości f padając na jonosferę pod kątem

fala o częstotliwości f padając na jonosferę pod kątem

Θ

Θ

0

0

i fala o cz

i fala o cz

ę

ę

stotliwo

stotliwo

ś

ś

ci

ci

f

f

0

0

wypromieniowana pionowo odbijaj

wypromieniowana pionowo odbijaj

ą

ą

si

si

ę

ę

na tej samej wysoko

na tej samej wysoko

ś

ś

ci

ci

-

-

przy ustalonym k

przy ustalonym k

ą

ą

cie padania

cie padania

Θ

Θ

0

0

odbicie nast

odbicie nast

ę

ę

puje na tym wi

puje na tym wi

ę

ę

kszej

kszej

wysoko

wysoko

ś

ś

ci im wy

ci im wy

ż

ż

sza cz

sza cz

ę

ę

stotliwo

stotliwo

ść

ść

fali

fali

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

16

Załamanie fal radiowych w płaskiej jonosferze (2)

„

„

Zwiększając częstotliwość dochodzimy do obszaru, w którym

Zwiększając częstotliwość dochodzimy do obszaru, w którym

„

„

Przy częstotliwości f

Przy częstotliwości f

4

4

>

>

f

f

max

max

-

-

ujemny gradient gęstości elektronowej

ujemny gradient gęstości elektronowej

-

-

promień krzywizny zmienia znak

promień krzywizny zmienia znak

–

–

trajektoria odchylona ku górze

„

„

Przy zmianach kąta padania od 0 do

Przy zmianach kąta padania od 0 do

π

π

/2

/2

częstotliwość maksymalna

częstotliwość maksymalna

zmienia się od

zmienia się od

f

f

kr

kr

do

do

∞

∞

„

„

Ze wzrostem cz

Ze wzrostem cz

ę

ę

stotliwo

stotliwo

ś

ś

ci

ci

–

–

promie

promie

ń

ń

krzywizny trajektorii

krzywizny trajektorii

zwi

zwi

ę

ę

ksza si

ksza si

ę

ę

„

„

Przy zbli

Przy zbli

ż

ż

aniu si

aniu si

ę

ę

do

do

f

f

max

max

–

–

fala

fala

odbita dociera do powierzchni Ziemi

odbita dociera do powierzchni Ziemi

w du

w du

ż

ż

ej odleg

ej odleg

ł

ł

o

o

ś

ś

ci

ci

0

sin

Θ

=

n

max

)

(

N

H

N

=

czyli

czyli

0

0

max

sec

)

(

Θ

=

Θ

kr

f

f

trajektoria odchylona ku górze

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

17

Załamanie fal radiowych w kulisto-warstwowej jonosferze

„

„

Warunek powrotu fali na ziemię

Warunek powrotu fali na ziemię

0

0

sin

sin

Θ

=

Θ

a

n

nr

a zatem

a zatem

2

0

2

0

2

0

2

1

sin

1

1

sin

1

)

(

8

,

80











 +

Θ

−

=











 +

Θ

−

=

a

H

f

a

H

H

N

f

„

„

Dla fali wypromieniowanej stycznie

Dla fali wypromieniowanej stycznie

do powierzchni Ziemi (

do powierzchni Ziemi (

Θ

Θ

0

0

=

=

π

π

/2),

/2),

cz

cz

ę

ę

stotliwo

stotliwo

ść

ść

maks. przyjmuje

maks. przyjmuje

warto

warto

ść

ść

sko

sko

ń

ń

czon

czon

ą

ą

(w modelu p

(w modelu p

ł

ł

askim

askim

ro

ro

ś

ś

nie do niesko

nie do niesko

ń

ń

czono

czono

ś

ś

ci)

„

„

Częstotliwość maksymalna

Częstotliwość maksymalna

2

0

2

max

1

sin

1

)

(











 +

Θ

−

=

Θ

a

H

f

f

kr

ci)

2

max

1

1

1











 +

−

=

a

H

f

f

m

kr

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

18

Wpływ pola magnetycznego Ziemi na propagację w

jonosferze

„

„

Na skutek istnienia pola geomagnetycznego Ziemi

Na skutek istnienia pola geomagnetycznego Ziemi

–

–

ruch elektronów

ruch elektronów

‹

‹

współczynnik załamania:

współczynnik załamania:

2

2

2

0

2

,

1

1

1

1

1

q

q

n

l

l

+

±

−

−

=

ω

ω

ω

ω

ω

ω

)

(

2

2

0

2

ω

ω

ω

ω

ω

−

=

l

t

q

0

0

ε

ω

m

N

e

=

l

l

H

m

e

0

0

µ

ω

=

t

t

H

m

e

0

0

µ

ω

=

-

-

częstość plazmowa

częstość plazmowa

„

„

Jonosfera

Jonosfera

–

–

ośrodek dwójłomny

ośrodek dwójłomny

–

–

przechodząca fala ulega rozszczepieniu na

przechodząca fala ulega rozszczepieniu na

dwie fale (ośrodek anizotropowy)

dwie fale (ośrodek anizotropowy)

‹

‹

„+”

„+”

-

-

ω

ω

l

l

= 0, a zatem jak dla jonosfery bez pola

= 0, a zatem jak dla jonosfery bez pola

magnetycznego

magnetycznego

–

–

tak

tak

ą

ą

fal

fal

ą

ą

nazywamy

nazywamy

„

„

zwyczajn

zwyczajn

ą

ą

”

”

‹

‹

„

„

-

-

”

”

fala

fala

„

„

nadzwyczajna

nadzwyczajna

”

”

‹

‹

Zderzenia z cz

Zderzenia z cz

ą

ą

stkami wnosz

stkami wnosz

ą

ą

t

t

ł

ł

umienie

umienie

–

–

r

r

ó

ó

ż

ż

ne dla obu fal

ne dla obu fal

‹

‹

Sk

Sk

ł

ł

adowe s

adowe s

ą

ą

spolaryzowane eliptycznie

spolaryzowane eliptycznie

‹

‹

P

P

ł

ł

aszczyzna polaryzacji fali po przej

aszczyzna polaryzacji fali po przej

ś

ś

ciu przez o

ciu przez o

ś

ś

rodek anizotropowy ulega

rodek anizotropowy ulega

skr

skr

ę

ę

ceniu

ceniu

2

2

0

1

1

ω

ω

−

=

n

2

2

0

2

2

0

2

2

2

0

2

1

t

n

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

−

−

−

−

=

-

-

wzdłużna częstość

wzdłużna częstość

żyroskopowa

-

-

poprzeczna częstość

poprzeczna częstość

żyroskopowa

żyroskopowa

żyroskopowa

J.M. Janiszewski - materiały do wykładu "Propagacja fal radiowych"

19

Dyspersja fal radiowych i absorpcja w jonosferze

„

„

Jonosfera jest ośrodkiem dyspersyjnym

Jonosfera jest ośrodkiem dyspersyjnym

–

–

fale o różnych częstotliwościach

fale o różnych częstotliwościach

rozchodzą się z różnymi prędkościami

rozchodzą się z różnymi prędkościami

„

„

Absorpcja jonosferyczna

Absorpcja jonosferyczna

–

–

tłumienie fali radiowej na skutek strat

tłumienie fali radiowej na skutek strat

spowodowanych przez zderzenia elektronów z jonami

spowodowanych przez zderzenia elektronów z jonami

‹

‹

Absorpcja

Absorpcja

niedewiacyjna

niedewiacyjna

–

–

fala przechodzi przez warstwę jonosfery nie ulegając

fala przechodzi przez warstwę jonosfery nie ulegając

znaczniejszej refrakcji

znaczniejszej refrakcji

–

–

np.. W warstwie D, jeśli fala odbija się od warstwy E

np.. W warstwie D, jeśli fala odbija się od warstwy E

‹

‹

Fala jonosferyczna ulega największemu tłumieniu na dolnym krańcu

Fala jonosferyczna ulega największemu tłumieniu na dolnym krańcu

jonosfery

jonosfery

–

–

zarówno przy wejściu jak i przy wyjściu

zarówno przy wejściu jak i przy wyjściu

‹

‹

Absorpcja dewiacyjna

Absorpcja dewiacyjna

–

–

występuje gdy współczynnik refrakcji znacznie

występuje gdy współczynnik refrakcji znacznie

mniejszy od 1 i fala ulega silnemu załamaniu

mniejszy od 1 i fala ulega silnemu załamaniu

‹

‹

Ma mniejsze znaczenie, ponieważ zachodzi na krótszej drodze

Ma mniejsze znaczenie, ponieważ zachodzi na krótszej drodze

„

„

Absorpcja anormalna

Absorpcja anormalna

–

–

tłumienie fali radiowej związane ze wzrostem

tłumienie fali radiowej związane ze wzrostem

aktywności Słońca

aktywności Słońca