Распространение F — это явление распространения радиоволн, при котором область F в ионосфере имеет очень неравномерный состав.
Ионосфера не является однородным набором слоев или даже регионов. Уровень ионизации может значительно различаться по интенсивности ионизации и общей структуре области. Одна конкретная форма неравномерности в пределах F-диапазона называется распространением F, и это может повлиять на линии ВЧ-радиосвязи. Распространение F — интересное явление, которое может иногда происходить в области F, и в одних местах оно встречается чаще, чем в других.
Что такое спред F
Одним из самых простых способов определения фактического состояния ионосферы над заданной точкой и определения того, какое влияние это может оказать на КВ радиосвязь, является использование устройства, называемого ионозондом. Это фактически импульсная радиолокационная система УКВ, которая видит отражения от ионосферы. Распространение F обычно определяется в терминах отражений, принимаемых ионозондом и отображаемых на ионограмме. Ионозонд передает импульсы вверх по направлению к ионосфере, и обычно возвращается эхо-сигнал, который имеет примерно ту же длину, что и отправленный импульс. Небольшое удлинение импульса можно увидеть, потому что импульс отражается обратно от «разброса» разных высот в ионосфере. Когда присутствует Spread F, эхо-сигналы, полученные от зондирования ионозондом, указывают на наличие неоднородностей в слое F. Вместо получения определенного эхо-сигнала, чтобы дать эффективную высоту ионосферы на этой частоте, принимается рассеянный или нечеткий эхо-сигнал. Часто эхо-сигнал переданного импульса, полученный обратно в ионозонд, может быть в десять раз длиннее переданного импульса.
Есть два основных типа распространения, которые видны на ионограммах, когда присутствует Spread F:
- Разброс по дальности: эта форма разброса F относится к диффузности в горизонтальной части трассы ионограммы.
- Распространение частоты: это относится к диффузности вблизи критической частоты области F 2 .
Когда происходит распространение F, область F или слой F не состоят из слоя с равномерно изменяющимся уровнем ионизации, как это обычно видно. Вместо этого кажется, что турбулентность разбила его на множество областей с разным уровнем ионизации. Его можно описать как плазменные неоднородности в F-области.
Каждое из различных ионизированных облаков или областей отражает сигналы, создавая множество путей, по которым сигнал может пройти. Сигналу требуется несколько разное время для прохождения по разным путям. Это означает, что сигнал в приемнике представляет собой комбинацию множества компонентов, которые идут разными путями. Это приводит к искажению и флаттеру, характерному для сигналов, прошедших через полярный маршрут. Уровни сигнала также ниже, потому что этот метод отражения не так эффективен, как обычные отражения F-слоя.
Возникновение распространения F
Установлено, что распространение F встречается в одних регионах гораздо чаще, чем в других:
- Экваториальные районы: вокруг экватора между ± 20 °, экваториальное распространение F встречается очень часто. В этих регионах экваториальное распространение F носит вечерний и ночной характер. Впервые он может появиться ближе к закату, но чаще всего наблюдается между 21:00 и 01:00 по местному времени, хотя может появляться и раньше, особенно ближе к максимуму солнечных пятен. Появление экваториального распространения F, по-видимому, коррелирует с вечерним подъемом высоты области F 2 .
- Выше 40 ° широты: второй находится на гораздо более высоких широтах выше 40 °, увеличиваясь с широтой до такой степени, что зимой он почти постоянный. Это происходит в основном в ночное время, но иногда и днем. Вблизи магнитного полюса находится область почти постоянного распространения F — в летние месяцы распространение F происходит от 90% до 100% времени в ночное время и более 50% времени в дневное время. В летние месяцы Spread F происходит почти 100% времени как днем, так и ночью.
Существует мало свидетельств распространения F между широтами 20° и 40° — экваториальное распространение F и полярное распространение F — единственные два проявления этого явления.
Районы, затронутые распространением F, могут располагаться пятнами шириной до нескольких сотен километров. Пятна дрейфуют горизонтально со скоростью около 100 метров в секунду, всегда дрейфуя на восток в экваториальных регионах. Интересно, что распространение распространения F различается между двумя регионами. В экваториальных районах разброс F возникает в магнито-спокойные дни и исчезает с возникновением магнитной бури. Однако в более высоких широтах это связано с магнитной активностью.
Spread F представляет собой интересное ионосферное явление. Это объясняет очень слабо звучащие сигналы, которые часто присутствуют на полярных путях распространения радиосвязи, и его также можно с успехом использовать для обеспечения возможности установления радиосвязи на полярных трассах, где иначе это было бы невозможно.