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電離層信標探測
鎖定
介紹
根據這些效應來探測電離層特性的方法主要有:
信標微分多普勒頻移法 信標信號通過電離層的頻率偏移就是電離層多普勒效應(見電離層無線電波傳播)。信標信號頻率偏移通常包括運動效應和介質效應,前者比後者大得多,而要分離它們頗費周折。因此,根據運動效應與頻率成正比,而介質效應與頻率的平方成反比的特點,在飛行器上發射兩個不同倍數的倍頻信號,並在地面接收這兩個頻率信號,消去運動效應項,剩下介質效應差分值,這就是微分多普勒頻移。利用這種方法可以推算沿電波路徑上的總電子含量。微分多普勒頻移對總電子含量的水平梯度十分敏感,故還可以用來研究電離層大尺度、中尺度的不均勻結構和電離層行進式擾動(TID)等。
法拉第旋轉效應法 電波通過電離層時偏振面旋轉稱為法拉第旋轉效應(見電離層無線電波傳播)。某一點偏振面相對於原始偏振面旋轉的角度與電波路徑上的總電子含量成一定比例,根據這一原理,在地面接收電離層上空的信標機發射信號,測量其電波偏振面的旋轉角或它的時間變化率(稱法拉第頻率),即可推算電波路徑上的總電子含量。為了消除旋轉角的多值性,通常採用的辦法是信標機雙頻工作,即測量相隔一個小量Δf的兩個頻率的旋轉角差 ΔΩ來確定旋轉角Ω。這時,Ω=(2f/Δf)ΔΩ,式中f為信號頻率。因為旋轉角與頻率平方成反比,所以為獲得較大的旋轉角值應採用較低頻率,但為使電波能穿過電離層,採用的頻率又必須大於F層的臨界頻率。對20兆赫電波,穿過整個電離層後的旋轉角大約為10~50轉,而100兆赫電波穿過電離層後的旋轉角則為0.4~2轉。法拉第旋轉測量對總電子含量的水平梯度是十分敏感的,故研究電離層大尺度、中尺度的不均勻結構,電離層行進式擾動等現象是十分有用的。
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