Способ определения параметров солнечного ветра в околоземном пространстве Советский патент 1991 года по МПК G01S13/95 

радиопередатчика, вызванных неоднород- ностями,электронной концентрации межпланетной плазмы в области повышенной турбулентности солнечного ветра ма трассе Земля-Луна м измеренных в пункте излучения зондирующего радиосигнала, зависит от локализации области и скорости солнечного ветра. В диапазоне частот зондирования, на которых период либрационных флуктуации интенсивности отраженных от Луны сигналов превышает время периода лунного радиоэха, аргумент бокового максимума АКФ позволяет дополнительно к обычно измеряемым методом радиопросвечивания параметрам солнечного ветра определить расстояние от Земли до области повышенной турбулентногл и ветра, а ширина бокового максимума АКФ совместно с найденным расстояниям.- перпендикулярно направлению на Луну составляющую скорости солнечного вегра в этой области. Последовательность зондирующих радиоимпульсов излучается в диапазоне частот

Ткр/cosZ f C2/2DR ПДД где тир - критическая частота ионосферы;

Z - зенитный угол Луны;

R - радиус Луны;

Q -угловая скорость либрации Луны; А- среднеквадратичный угоп наклона неровностей лунной поверхности;

D - расстояние от Земли до Луны.

Нижняя граница fwHH указанного диапазона частот отвечает низкочастотной границе обрезания космического радиоизлучения ионосферой Земли в заданном направлении локации Луны. Для характер- ногозначения р 7МГциг 450Тмин-10МГц.

Верхняя граница тмакс- С2/2 D К Q A получена из условия превышения периода либрационных флуктуации отраженных от Луны радиосигналов на частоте зондирования времени прихода лунного радиоэха. Для ,7 103 км,.. Q

5,..., 10 10 рад/с, D - 3,8 х Ю э км и типичного значения А-0,1 ТМакс Ю3 МГц. Период повторения зондирующего импульсов не превышает величину CD/b /2Vj. РавнУю максимальному периоду флуктуации лунного радиоэха на трассе Земля-Луна и удовлетворяет условию Т 2D/C (п + 1/2), (п 1, 2,... - натуральное число), отвечающему приходу эха в интервале между импульсами посылок. Конкретное значение Т связано с расстоянием LOT Земли до границ зоны, в которой предполагается проведение исследований солнечного ветра, соотношением

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

-|-(1 (ViT)2/CD-) ( 1 + V1 +4f (ViT)2/CD)

За пределами этой зоны (зоны обзора) частота съема результатов измерений с выхода детектора 5 недостаточна для определения по графику АКФ местоположения и ширины бокового максимума АКФ.

Например, для обзора в зоне b L D- -h, где h ci10 Rs - нижняя граница размера магнитосферы Земли; Вз 6 -103 км - радиус Земли, на частоте 30 МГц период повторения не должен превышать 80 мс (здесь и выше V21 300 км/с - характерное значение скорости солнечного ветра).

Расстояние L до области повышенной турбулентности солнечного ветра и перпендикулярную направлению Vi на Луну составляющую скорости солнечного ветра в этой области определяют по формулам

L D - 0,5 С Т0;

Vi ( D - 0,5C r0 )/fD

где TO - аргумент бокового максимума АКФ;

Ат- ширина бокового максимума АКФ на уровне 0,5;

f - частота зондирующего сигнала.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом,

Передатчик 1 при помощи антенны 2 излучает последовательность зондирующих импульсов, которую при помощи антенны 4 принимает приемник 3. Сигнал квадратичного детектора 5 подается на коррелометр 6.

Блок 7 синхронизации обеспечивает запирание входа приемника 3 во время излучения зондирующего импульса передатчика 1 и задержку для момента считывания сигнала с квадратичного детектора 5.

Формула изобретения

Способ определения параметров солнечного ветра в околоземном пространстве, заключающийся в том, что излучают радиосигналы, принимают радиосигналы, отличающийся тем, что, с целью измерения расстояния до области повышенной турбулентности солнечного ветра и перпендику- лярной лучу зрения составляющей скорости солнечного ветра, излучение радиосигналов производят с Земли в направлении Луны с частотой f, которую выбирают из соотношения

fKp/cos Z f C2/2DR Ј2 А где ficp - критическая частота ионосферы; Z - зенитный угол Луны; С - скорость света; D - расстояние от Земли до Луны;

R - радиус Луны;

Q- угловая частота либрации Луны;

Д-среднеквадратичный угол наклона неровностей лунной поверхности, причем отраженных от Луны радиосигналов осуществляют в пункте излучения, измеряют автокорреляционную функцию флуктуации интенсивности принятых сигналов после чего определяют расстояние LOT Земли до области повышенной турбулентности солнечного ветра и перпендикулярную лучу

зрения составляющую скорости солнечного ветра Vi по формулам L D - 0,5 С Т0;

VJ. -Ј(Vr0(D-0,5 -Cr0)/f -D

где т0 -аргумент бокового максимума автокорреляционной функции;

Дг - ширина бокового максимума на уровне 0,5;

f - частота зондирующего сигнала.

Изобретение относится к способам исследования межпланетной плазмы в околоземном пространстве. Целью изобретения является получение дополнительно к обычным параметрам, определяемым методом радиопросвечивания межпланетной плазмы, расстояния L от Земли до области повышенной турбулентности солнечного ветра и перпендикулярную направлению на Луну Изобретение относится к радиолокации и связи, а именно к радиофизическим исследованиям межпланетной плазмы в околоземном пространстве, предназначено для контроля области повышенной турбулентности солнечного ветра на внешней границе магнитосферы Земли и может быть использовано для диагностики возмущения солнечного ветра на трассе Земля-Луна. Целью изобретения является измерение расстояний до области повышенной турбулентности солнечного ветра и перпендикулярной лучу зрения составляющей скорости солнечного ветра. составляющую скорости Vt солнечного ветра в этой области на трассе Земля-Луна. Это обеспечивается тем, что с поверхности Земли в направлении на Луну излучают радиосигналы в диапазоне частот, на которых период либрационных флуктуации интенсивности отраженных от Луны сигналов превышает время прихода лунного радиоэха. Измеряют интенсивность лунного радиоэха, вычисляют автокорреляционную функцию ее флуктуации и определяют L и Vi по формулам: L D - 0,5 С С Т0 Vi -57- То ( D - 0,5 С TO )/fD где D - расстояние от Земли до Луны; С - скорость света; Т0 - аргумент бокового максимума АКФ; Аг - ширина бокового максимума АКФ на уровне 0,5; f - частота излучаемого радиосигнала. 1 ил. СО На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства. Устройство содержит передатчик 1, антенну 2, приемник 3, антенну 4, квадратичный детектор 5, коррелометр 6, блок 7, синхронизации. Сущность изобретения заключается в следующем. Излучают с Земли в направлении Луны радиосигналы, принимают отраженные от Луны радиосигналы, измеряют их автокорреляционную функцию (АКФ) флуктуации интенсивности. АКФ флуктуации интенсивности отраженны от Луны радиосигналов наземного VI о о ся о ел