RU2662014C1 - Method of ionosphere radiosounding by spiral electromagnetic waves - Google Patents

Method of ionosphere radiosounding by spiral electromagnetic waves Download PDF

Info

Publication number
RU2662014C1
RU2662014C1 RU2017132615A RU2017132615A RU2662014C1 RU 2662014 C1 RU2662014 C1 RU 2662014C1 RU 2017132615 A RU2017132615 A RU 2017132615A RU 2017132615 A RU2017132615 A RU 2017132615A RU 2662014 C1 RU2662014 C1 RU 2662014C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ionosphere
plasma
wave
ionospheric
frequencies
Prior art date
Application number
RU2017132615A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Петрович Данилкин
Сергей Владимирович Журавлев
Надежда Геннадьевна Котонаева
Владимир Борисович Лапшин
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Институт Прикладной Геофизики Имени Академика Е.К. Федорова" (Фгбу "Ипг")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Институт Прикладной Геофизики Имени Академика Е.К. Федорова" (Фгбу "Ипг") filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Институт Прикладной Геофизики Имени Академика Е.К. Федорова" (Фгбу "Ипг")
Priority to RU2017132615A priority Critical patent/RU2662014C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2662014C1 publication Critical patent/RU2662014C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H5/00Holographic processes or apparatus using particles or using waves other than those covered by groups G03H1/00 or G03H3/00 for obtaining holograms; Processes or apparatus for obtaining an optical image from them

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to radiophysics and plasma physics and can be used to create a new type of ionosonde designed to study the inhomogeneities of the ionospheric plasma and its scintillations. Proposed invention provides an opportunity for operational monitoring of the ionosphere in the area above the ionosonde, including the construction of spatio-temporal distributions of the parameters of the ionospheric plasma of the Earth.
EFFECT: result is achieved due to the fact that during the sounding of the ionosphere by the method of vertical radiosounding, radio waves having different angular momentum angular momenta are used, and interferograms are recorded that compare the waves reflected from the ionosphere to the initial ones.
1 cl

Description

Способ радиозондирования ионосферы спиральными электромагнитными волнами является очередным этапом развития метода наземного вертикального радиозондирования (ВЗ) ионосферы с использованием ионозондов.The method of radio sounding of the ionosphere by spiral electromagnetic waves is the next stage in the development of the method of ground vertical radio sounding (WZ) of the ionosphere using ionosondes.

Диагностика ионосферы состоит из восстановления профилей электронной концентрации и эффективной частоты соударений и измерения скорости дрейфа ионосферной плазмы. Восстановление профиля электронной концентрации осуществляется на основе обработки ионограмм. Обработка состоит из 2-х частей: выделение треков и построение высотно-частотной характеристику соответствующих Е, F1 и Р2-слоёв ионосферы и восстановление профиля электронной концентрации.Diagnostics of the ionosphere consists of reconstructing the electron concentration and effective collision frequency profiles and measuring the ionospheric plasma drift velocity. The restoration of the electron concentration profile is based on the processing of ionograms. Processing consists of 2 parts: the selection of tracks and the construction of the altitude-frequency characteristic of the corresponding E, F1 and P2 layers of the ionosphere and the restoration of the electron concentration profile.

Важнейшим элементом подтверждения правильности определения высотного хода электронной плотности в ионосфере ионозондом вертикального радиозондирования, явились специально проведенные дорогостоящие эксперименты на больших геофизических ракетах высокоточным методом дисперсионного интерферометра [1, 2]. С тех пор такие измерения более не проводились. Проведенные эксперименты так же, как и менее точные, но многочисленные зондовые эксперименты с малыми ракетами, подтвердили правильность используемых при радиозондировании ионосферы методов определения полного или «сомкнутого» N(h) - профиля [3].The most important element in confirming the correctness of the altitude dependence of the electron density in the ionosphere by the vertical sounding ionosonde was the specially conducted expensive experiments on large geophysical rockets using the high-precision dispersion interferometer method [1, 2]. Since then, such measurements have not been carried out. The experiments, as well as less accurate but numerous probe experiments with small rockets, confirmed the correctness of the methods used to determine the complete or “closed” N (h) profile used in radio sounding of the ionosphere [3].

Измерение скорости дрейфа ионосферной плазмы основано на измерении характеристик сигналов, отраженных от ионосферных неоднородностей [4]. Предполагается, что неоднородности движутся как единое целое, т.е. с одинаковой скоростью и в одинаковом направлении. Регистрация доплеровских спектров позволяет: разделять сигналы, отраженные от различных неоднородностей, измерять доплеровские сдвиги частоты сигналов, определяющие лучевую скорость движения неоднородности, и измерять разность фаз между сигналами, принятыми на различные антенны. А также вычислять вертикальный θ и азимутальный ψ углы прихода, которые отождествляются с направлением на неоднородность.The measurement of ionospheric plasma drift velocity is based on measuring the characteristics of signals reflected from ionospheric inhomogeneities [4]. It is assumed that the heterogeneities move as a whole, i.e. at the same speed and in the same direction. Registration of Doppler spectra allows you to: separate the signals reflected from various inhomogeneities, measure the Doppler frequency shifts of the signals determining the radial velocity of the inhomogeneity, and measure the phase difference between the signals received at different antennas. And also to calculate the vertical θ and azimuthal ψ angles of arrival, which are identified with the direction of heterogeneity.

Аппаратура для реализации метода вертикального зондирования постоянно развивается. В настоящее время завершился переход от классических аналоговых схем [6] радиозондирования к цифровым ионозондам [7, 8]. Их основное отличие от аналоговых заключается в том, что управление характеристиками ионозонда и анализ получаемой информации осуществляется компьютером, входящим в состав аппаратуры. Для цифровых ионозондов характерно наличие цифрового синтезатора частоты. Анализ цифровых ионограмм естественным образом позволяет расширить число измеряемых ионосферных «радиофизических» параметров. Развитие самого метода радиозондирования ионосферы происходит в двух направлениях: увеличивается точность определения основного параметра метода - действующей высоты или действующей дальности нахождения отражающего радиоволны слоя околоземной плазмы и увеличение количества дополнительных параметров, определяющих состояние ионосферы, регистрируется не только действующая высота или глубина отражения, но и частотные зависимости амплитуды сигнала, фазы, доплеровского сдвига, поляризации, а также вертикального и азимутального углов прихода. Эта дополнительно получаемая информация увеличивает полезность проводимых измерений, так как потенциально каждый из указанных радиофизических параметров определяет тот или иной геофизический параметр [3].The equipment for the implementation of the method of vertical sounding is constantly evolving. At present, the transition from classical analog radio sounding circuits [6] to digital ionosondes [7, 8] has been completed. Their main difference from analogue is that the ionosonde characteristics are controlled and the information received is analyzed by the computer that is part of the equipment. Digital ionosondes are characterized by the presence of a digital frequency synthesizer. The analysis of digital ionograms naturally allows you to expand the number of measured ionospheric "radiophysical" parameters. The development of the ionosphere radio sounding method takes place in two directions: the accuracy of determining the main parameter of the method — the effective height or the effective range of the reflecting radio wave of the near-Earth plasma layer and the increase in the number of additional parameters determining the state of the ionosphere — increases not only the effective height or depth of reflection, but also the frequency dependences of the signal amplitude, phase, Doppler shift, polarization, and also the vertical and azimuthal angles n of the arrival. This additionally obtained information increases the usefulness of the measurements, since potentially each of the indicated radiophysical parameters determines a particular geophysical parameter [3].

Следующим шагом в развитии метода наземного радиозондирования явилось создание дигизонда [10] и широкое распространение его по всему земному шару. Типичным представителем является DPS-4. Отличительной особенностью ионозонда DPS-4 является его малая мощность, в ионозонде используются два передатчика мощностью по 150 Вт каждый. Тем не менее за счет специальных методов обработки сигнала удается достичь достаточно высокого отношения сигнал/шум (с/ш).The next step in the development of the method of ground-based radio sounding was the creation of a digitizer [10] and its wide distribution throughout the globe. A typical representative is DPS-4. A distinctive feature of the DPS-4 ionosonde is its low power; two transmitters with a power of 150 W each are used in the ionosonde. Nevertheless, due to special signal processing methods, it is possible to achieve a sufficiently high signal to noise ratio (s / w).

Принципиально по-иному устроен метод вертикального радиозондирования в следующем шаге развития метода. Наиболее яркий современный представитель - Диназонд 21, цифра подчеркивает, что это ионозонд нового века. Предназначение - реализация всех возможностей полного внутреннего отражения ВЧ радиосигналов для диагностики динамических процессов и структурных особенностей ионосферной плазмы. Главные особенности идеологии диназонда реализованы в присущих ему методах обработки данных. Научными продуктами Диназонда являются [3, 4, 10] надежное автоматическое определение стандартных ионосферных параметров; трехмерная инверсия электронной концентрации методом NeXtYZ, диагностика спектра мелкомасштабных неоднородностей методом структурной функции фазы и векторные скорости движения ионосферных слоев, все получаемые в стандартном режиме работы, непосредственно из данных ионограммы. Система обеспечивает число параллельных приемников, равное числу приемных антенн (по 8). Это означает, что физические параметры радиоэхо, те, которые зависят от частоты и времени (дальность, допплер), и те, которые зависят от пространственного расположения антенн (углы прихода, поляризация), могут вычисляться полностью независимо друг от друга.The method of vertical radio sounding in the next step in the development of the method is fundamentally different in structure. The most striking modern representative is Dinazond 21, the figure emphasizes that this is a new century ionosonde. Purpose - the realization of all the possibilities of full internal reflection of RF radio signals for the diagnosis of dynamic processes and structural features of the ionospheric plasma. The main features of the ideology of the dinazond are implemented in its inherent data processing methods. The scientific products of the Dinazond are [3, 4, 10] reliable automatic determination of standard ionospheric parameters; three-dimensional inversion of electron concentration by the NeXtYZ method, diagnostics of the spectrum of small-scale inhomogeneities by the method of the phase structure function and vector velocities of ionospheric layers, all obtained in the standard operating mode, directly from the ionogram data. The system provides the number of parallel receivers equal to the number of receiving antennas (8 each). This means that the physical parameters of the radio echo, those that depend on the frequency and time (range, doppler), and those that depend on the spatial arrangement of the antennas (angles of arrival, polarization), can be calculated completely independently of each other.

Основное отличие диназонда от дигизонда состоит в том, что диназонд не преобразовывает временные вариации фазы в частотный спектр, вместо этого каждый отраженный от ионосферы сигнал рассматривается как индивидуальный объект («радиоэхо»), который характеризуется рядом физических свойств. Естественный физический объект - радиоэхо - полностью заменяет в идеологии диназонда более грубое понятие «ячейки в пространстве дальность-частота», берущее начало в «попиксельном» подходе к обработке старых аналоговых ионограмм. Режим зондирования Диназонда и форма излучаемого импульса специально подобраны так, чтобы минимизировать помехи другим пользователям радиоспектра.The main difference between a dinazond and a digizond is that the dinazond does not convert temporal phase variations into a frequency spectrum, instead, each signal reflected from the ionosphere is considered as an individual object (“radio echo”), which is characterized by a number of physical properties. A natural physical object — the radio echo — completely replaces the more crude concept of “cells in the distance-frequency space” in ideology of a dinazond, originating in a “pixel-by-pixel” approach to processing old analog ionograms. The sounding mode of the Dinazond and the shape of the emitted pulse are specially selected so as to minimize interference to other users of the radio spectrum.

Использование для вертикального радиозондирования современных методов изменения волнового фронта исследующей ионосферу радиоволны, т.е. использование спиральных или вихревых радиоволн [9-11] является следующим шагом в развитии этого основного метода диагностики ионосферы и сутью настоящего патента. Способ предполагает излучение зондирующих радиоволн в диапазоне плазменных частот ионосферы 1-20 МГц с другими свойствами - а именно, излучение серии электромагнитных волн, обладающих ненулевым моментом импульса, с заданным порядком L винтовой дислокации (ВД) волнового фронта (L=0, ±1, ± 2, …, ± n).The use for modern vertical sounding of modern methods for changing the wavefront of the radio wave exploring the ionosphere, i.e. the use of spiral or vortex radio waves [9-11] is the next step in the development of this basic method for diagnosing the ionosphere and the essence of this patent. The method involves the emission of sounding radio waves in the plasma frequency range of the ionosphere 1-20 MHz with other properties - namely, the emission of a series of electromagnetic waves having a non-zero angular momentum, with a given order L of the screw dislocation (VD) of the wavefront (L = 0, ± 1, ± 2, ..., ± n).

Образование вихрей обусловлено появлением на волновом фронте системы особых точек, которые имеют сходство с известными в физике твердого тела двумерными дефектами кристаллической решетки - винтовыми дислокациями и имеют то же название. В самой особой точке амплитуда колебаний обращается в нуль, а значение фазы не определено, поскольку скорость азимутального изменения фазы обращается в бесконечность. При математическом описании такой особенности принято говорить о наличии сингулярности, что и стало, например, в оптике причиной появления термина "сингулярная оптика". Основное свойство винтовой дислокации состоит в том, что при обходе вокруг нее фаза изменяется на число, кратное 2π. Этот коэффициент кратности и называют порядком дислокации L. На поверхности волнового фронта может возникать как единичная ВД, так и система дислокаций. В зависимости от направления закрутки волнового фронта все ВД подразделяются на левые и правые.The formation of vortices is due to the appearance on the wavefront of a system of singular points that are similar to the two-dimensional defects of the crystal lattice known in solid state physics - screw dislocations and have the same name. At the most special point, the amplitude of the oscillations vanishes, and the phase value is not determined, since the rate of the azimuthal phase change goes to infinity. In the mathematical description of such a feature, it is customary to speak of the presence of a singularity, which, for example, became the reason for the appearance of the term "singular optics" in optics. The main property of a screw dislocation is that when going around it, the phase changes by a multiple of 2π. This coefficient of multiplicity is called the order of dislocation L. Both a single VD and a system of dislocations can arise on the surface of the wave front. Depending on the direction of the wavefront spin, all the VDs are divided into left and right.

У закрученного электромагнитного поля волновой фронт геликоидальный (то есть винтовой, спиралеобразный); он словно наматывается винтом на направление распространения волны. Поскольку поток энергии волны направлен перпендикулярно волновому фронту, то получается, что в закрученном свете энергия и импульс волны не просто летят вперед, а как бы крутятся при этом вокруг оси движения, что обуславливает ненулевой момент импульса, который, исходя из законов сохранения, должен сохраняться.In a swirling electromagnetic field, the wavefront is helical (that is, helical, spiral); it is as if it is wound with a screw in the direction of wave propagation. Since the wave energy flow is directed perpendicular to the wave front, it turns out that in swirling light the wave energy and momentum do not just fly forward, but seem to spin around the axis of motion, which determines a non-zero angular momentum, which, based on conservation laws, must be preserved .

Появление ВД кардинальным образом меняет топологию волнового фронта. Эквифазная поверхность перестает быть многолистной и осуществляется переход к единой поверхности со специфической винтовой структурой. Направление распространения энергии задается вектором Умова-Пойнтинга, перпендикулярным, как известно, поверхности волнового фронта в каждой точке. Следовательно, в окрестности ВД будет происходить "завихрение" (вращение вокруг направления распространения) энергетического потока.The appearance of a VD fundamentally changes the wavefront topology. The equiphase surface ceases to be multi-sheeted and a transition to a single surface with a specific helical structure is carried out. The direction of energy propagation is specified by the Umov-Poynting vector, which is known to be perpendicular to the surface of the wave front at each point. Consequently, in the vicinity of the VD there will be a "turbulence" (rotation around the direction of propagation) of the energy flow.

За счет изменения величины и направления скорости распространения волнового фронта при взаимодействии с ионосферными неоднородностями происходит интерференция различных участков волнового фронта.Due to a change in the magnitude and direction of the wavefront propagation velocity during interaction with ionospheric inhomogeneities, interference of various sections of the wave front occurs.

Так как сигналы излучены в диапазоне плазменных частот ионосферы, то они от нее отражаются на различных высотах ионосферы, соответствующих плазменной частоте. На отраженном от ионосферы волновом фронте возникает амплитудно-фазовая модуляция исходного сигнала, приводящая к изменению нормали волнового фронта.Since the signals are emitted in the plasma frequency range of the ionosphere, they are reflected from it at different heights of the ionosphere corresponding to the plasma frequency. On the wavefront reflected from the ionosphere, amplitude-phase modulation of the initial signal occurs, leading to a change in the normal of the wavefront.

Отраженные сигналы принимаются на Земле в виде интерферограмм для каждого порядка дислокации. Интерферограмма получается путем сравнения электромагнитного поля отраженной волны с исходной волной и позволяет получать интерференционные портреты, диагностирующие неоднородности ионосферной плазмы в области, соответствующей горизонтальному размеру зоны, формирующей отраженную волну, на высотах, где частоты несущей волны совпадают с плазменными частотами ионосферы.Reflected signals are received on Earth in the form of interferograms for each order of dislocation. An interferogram is obtained by comparing the electromagnetic field of the reflected wave with the original wave and allows one to obtain interference portraits diagnosing inhomogeneities of the ionospheric plasma in the region corresponding to the horizontal size of the zone forming the reflected wave at heights where the frequencies of the carrier wave coincide with the plasma frequencies of the ionosphere.

Использование вихревого электромагнитного поля при диагностике ионосферы методом радиозондирования позволит более тщательно рассмотреть вопрос об определении размеров и концентраций ионосферных неоднородностей - наиболее трудного вопроса современной диагностики ионосферы. Использование спиральных радиоволн потребует изменения аппаратурного и антенно-фидерного устройства современной ионосферной станции. Анализ всех интерферограмм покажет спектр неоднородностей, укажет их размеры, концентрации и степень возмущенности состояния ионосферы.The use of a vortex electromagnetic field in the diagnosis of the ionosphere by the method of radio sounding will allow a more thorough consideration of determining the size and concentration of ionospheric inhomogeneities, the most difficult issue in modern diagnostics of the ionosphere. The use of helical radio waves will require changes in the hardware and antenna-feeder device of a modern ionospheric station. An analysis of all interferograms will show the spectrum of inhomogeneities, indicate their size, concentration and degree of perturbation of the state of the ionosphere.

ЛитератураLiterature

1. Бирюков А.В. и др. Концентрация и частота соударений электронов в ионосфере по измерениям при запусках ракет типа «Вертикаль» в 1975 г. // Космические исследования. 1978. Т. 16, №2. С. 315-317.1. Biryukov A.V. et al. Concentration and frequency of electron collisions in the ionosphere as measured by the launch of Vertical-type rockets in 1975 // Space Research. 1978. T. 16, No. 2. S. 315-317.

2. Бирюков А.В., Н.П Данилкин, П.Ф. Денисенко. Измерения концентрации и частоты соударении электронов во время полета геофизической ракеты «Вертикаль 4» // Космические исследования. 1978. т 16. Вып. 5. С. 715-719.2. Biryukov A.V., N.P. Danilkin, P.F. Denisenko. Measurements of the concentration and frequency of electron collisions during the flight of the Vertical 4 geophysical rocket // Space Research. 1978. t 16. Issue. 5, p. 715-719.

3. Данилкин Н.П., Радиозондирование ионосферы спутниковыми и наземными ионозондами, Труды Института Прикладной Геофизики №87, Москва, 2008. Стр 20-25.3. Danilkin NP, Radiosounding of the ionosphere by satellite and terrestrial ionosonde, Proceedings of the Institute of Applied Geophysics No. 87, Moscow, 2008. Pages 20-25.

4. Kozlov A.V., Pasnukhov V.V. Digisonde Drift Analysis Software. Radio Sounding and Plasma Physics, American Institute of Physics// AIP Conference Proceedings, 974, NY, 2008, pp.167-175.4. Kozlov A.V., Pasnukhov V.V. Digisonde Drift Analysis Software. Radio Sounding and Plasma Physics, American Institute of Physics // AIP Conference Proceedings, 974, NY, 2008, pp. 167-175.

5. Руководство УРСИ по интерпретации и обработке ионограмм – М.: Наука, 1977.5. Guide URSI on the interpretation and processing of ionograms - M .: Nauka, 1977.

6. Reinisch B.W., et al. Advancing Digisonde Technology: The DPS-4D Radio Sounding and Plasma Physics, American Institute of Physics// AIP Conference Proceedings, 974, NY, 2008.6. Reinisch B.W., et al. Advancing Digisonde Technology: The DPS-4D Radio Sounding and Plasma Physics, American Institute of Physics // AIP Conference Proceedings, 974, NY, 2008.

7. http://www.ulcar.uml.edu7.http: //www.ulcar.uml.edu

8. Bibl K, Reinish B.W. The Universal Digital Ionosonde// Radio Sci., 13, 519-530, 1978.8. Bibl K, Reinish B.W. The Universal Digital Ionosonde // Radio Sci., 13, 519-530, 1978.

9. L. Allen, M. W. Beijersbergen, R.J.C. Spreeuw, and J.P. Woerdman, Orbital angular-momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes// PHYSICAL REVIEW LETTERS A 45, 8185-8189 (1992).9. L. Allen, M. W. Beijersbergen, R.J.C. Spreeuw, and J.P. Woerdman, Orbital angular-momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes // PHYSICAL REVIEW LETTERS A 45, 8185-8189 (1992).

10.

Figure 00000001
В, H. Then, J
Figure 00000002
K. Palmer, J.Bergman, T.D. Carozzi, Ya.N. Istomin, N.H. Ibragimov, and R. Khamitova. Utilization of photon orbital angular momentum in the low-frequency radio domain// PHYSICAL REVIEW LETTERS 99 (2007) 087701.10.
Figure 00000001
B, H. Then, J
Figure 00000002
K. Palmer, J. Bergman, TD Carozzi, Ya.N. Istomin, NH Ibragimov, and R. Khamitova. Utilization of photon orbital angular momentum in the low-frequency radio domain // PHYSICAL REVIEW LETTERS 99 (2007) 087701.

11. Т. B. Leyser, L. Norin, M. McCarrick, T. R. Pedersen, and B. Gustavsson. Radio Pumping of Ionospheric Plasma with Orbital Angular Momentum// PHYSICAL REVIEW LETTERS, 102, 065004 (2009).11. T. B. Leyser, L. Norin, M. McCarrick, T. R. Pedersen, and B. Gustavsson. Radio Pumping of Ionospheric Plasma with Orbital Angular Momentum // PHYSICAL REVIEW LETTERS, 102, 065004 (2009).

Claims (1)

Способ радиозондирования ионосферы спиральными электромагнитными волнами, отличающийся тем, что излучается в диапазоне плазменных частот ионосферы 1-20 МГц серия электромагнитных волн, с заданными частотами и заданными порядками L винтовой дислокации волнового фронта (L=0, ±1, ±2, …±n), при этом за счет изменения величины и направления скорости распространения волнового фронта при взаимодействии с ионосферными неоднородностями происходит интерференция различных участков волнового фронта, и на отраженном от ионосферы и принятом на Земле волновом фронте возникает амплитудно-фазовая модуляция исходного сигнала, приводящая к изменению нормали волнового фронта; для каждого порядка дислокации регистрируется интерферограмма, полученная путем сравнения электромагнитного поля отраженной волны с исходной волной, позволяющая получать интерференционные портреты, диагностирующие неоднородности ионосферной плазмы в области, соответствующей горизонтальному размеру зоны, формирующей отраженную волну, на высотах, где частоты несущей волны совпадают с плазменными частотами ионосферы.The method of radio sounding of the ionosphere by spiral electromagnetic waves, characterized in that a series of electromagnetic waves is emitted in the range of plasma frequencies of the ionosphere 1-20 MHz, with given frequencies and given orders L of a helical wavefront dislocation (L = 0, ± 1, ± 2, ... ± n ), due to a change in the magnitude and direction of the velocity of propagation of the wave front in the interaction with ionospheric inhomogeneities, interference of different parts of the wave front occurs, and on the reflected from the ionosphere and received on Earth in lnovom front occurs amplitude-phase modulation signal source, which leads to a change in the normal wavefront; for each order of dislocation, an interferogram is recorded, obtained by comparing the electromagnetic field of the reflected wave with the original wave, which allows one to obtain interference portraits diagnosing inhomogeneities of the ionospheric plasma in the region corresponding to the horizontal size of the zone forming the reflected wave at heights where the frequencies of the carrier wave coincide with the plasma frequencies ionosphere.
RU2017132615A 2017-09-18 2017-09-18 Method of ionosphere radiosounding by spiral electromagnetic waves RU2662014C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132615A RU2662014C1 (en) 2017-09-18 2017-09-18 Method of ionosphere radiosounding by spiral electromagnetic waves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132615A RU2662014C1 (en) 2017-09-18 2017-09-18 Method of ionosphere radiosounding by spiral electromagnetic waves

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2662014C1 true RU2662014C1 (en) 2018-07-23

Family

ID=62981692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017132615A RU2662014C1 (en) 2017-09-18 2017-09-18 Method of ionosphere radiosounding by spiral electromagnetic waves

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662014C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4025306A1 (en) * 1990-08-09 1992-02-13 Bschorr Oskar Dr Calculating atmospheric concn. fluctuations - involving thermal diffusive gas sepn. by circular wind fields
RU93995U1 (en) * 2010-02-19 2010-05-10 Владимир Михайлович Смирнов HARDWARE-SOFTWARE COMPLEX OF IONOSPHERIC MONITORING
RU2421753C1 (en) * 2010-02-19 2011-06-20 Владимир Михайлович Смирнов Method of determining ionosphere characteristics and device for realising said method
RU2502080C2 (en) * 2011-07-07 2013-12-20 Александр Васильевич Тертышников Method of probing ionosphere, troposphere, geologic movements and set for implementing said method
RU2516239C2 (en) * 2012-05-10 2014-05-20 Российская Федерация,от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации. Method of determining maximum usable frequency for ionospheric radio communication

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4025306A1 (en) * 1990-08-09 1992-02-13 Bschorr Oskar Dr Calculating atmospheric concn. fluctuations - involving thermal diffusive gas sepn. by circular wind fields
RU93995U1 (en) * 2010-02-19 2010-05-10 Владимир Михайлович Смирнов HARDWARE-SOFTWARE COMPLEX OF IONOSPHERIC MONITORING
RU2421753C1 (en) * 2010-02-19 2011-06-20 Владимир Михайлович Смирнов Method of determining ionosphere characteristics and device for realising said method
RU2502080C2 (en) * 2011-07-07 2013-12-20 Александр Васильевич Тертышников Method of probing ionosphere, troposphere, geologic movements and set for implementing said method
RU2516239C2 (en) * 2012-05-10 2014-05-20 Российская Федерация,от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации. Method of determining maximum usable frequency for ionospheric radio communication

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Труды института прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова. выпуск 87. Радиозондирование ионосферы спутниковыми и наземными ионозондами под редакцией С.И.Авдюшкина. Москва. 2008. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gorham et al. Constraints on the ultrahigh-energy cosmic neutrino flux from the fourth flight of ANITA
Boy et al. CryoSat-2 SAR-mode over oceans: Processing methods, global assessment, and benefits
Messenger et al. Source redshifts from gravitational-wave observations of binary neutron star mergers
Ekers et al. The motion of the solar wind close to the sun
Yagi et al. Probing the size of extra dimensions with gravitational wave astronomy
Vertogradov et al. Chirp ionosonde–radiodirection finder as a new tool for studying the ionosphere and radio-wave propagation
CN111239742B (en) MBMC-based low-altitude wind shear wind speed estimation method under sea clutter background
Tokumaru et al. Toroidal‐shaped interplanetary disturbance associated with the halo coronal mass ejection event on 14 July 2000
Alvarez-Muñiz et al. Simulations of reflected radio signals from cosmic ray induced air showers
Berngardt et al. Bistatic sounding of high-latitude ionospheric irregularities using a Decameter EKB Radar and an UTR-2 Radio Telescope: First results
RU2662014C1 (en) Method of ionosphere radiosounding by spiral electromagnetic waves
Potekhin et al. Recording and control digital systems of the Irkutsk Incoherent Scatter Radar
Ivanov On the synthetic aperture radar imaging of ocean surface waves
Bradley et al. A bistatic sodar for precision wind profiling in complex terrain
Qiao et al. Error analysis and filtering methods for absolute ocean gravity data
G. Vertogradov et al. Ultralong-range sounding of the ionospheric HF channel using an ionosonde/direction finder with chirp modulation of the signal
Obenberger et al. Experimenting with frequency-and-angular sounding to characterize traveling ionospheric disturbances using the LWA-SV radio telescope and a DPS4D
Feng et al. Multimessenger observations of double neutron stars in the Galactic disk with gravitational and radio waves
Glubokova et al. Interplanetary scintillations of strong radio sources in the descending phase near the cycle 23 minimum
Efimov et al. Observations of corotating solar wind structures at radio sounding by signals of the Rosetta and Mars Express spacecraft
Makarevitch et al. Multifrequency measurements of HF Doppler velocity in the auroral E region
Lynn Ionospheric observations made by a time-interleaved Doppler ionosonde
Aksonova et al. Synchronous observations of traveling ionospheric disturbances by the multipoint Doppler sounding, ionosonde and the incoherent scatter radar: Case study
Kojima et al. Scintillation measurements of the solar wind velocity in strong scattering near the Sun
Nechaeva et al. VLBI studies at the Radiophysical Research Institute