§ 4.15. Отражение радиоволн от ионосферы в присутствии постоянного магнитного поля

При вертикальном падении волны на слой ионосферы отражение происходит в той области высот, где относительная диэлектрическая проницаемость ионизированного газа обращается в нуль.

В § 4.14 было показано, что при отражении от ионизированного газа распространение радиоволн справедливо рассматривать как квазипоперечное. Обращаясь к выражениям (4.98) и (4.97), видим, что условие ε = 0 выполняется:

для обыкновенной волны при

для необыкновенной волны при

Поскольку величина ω₀ определяется электронной плотностью, отражение волн происходит при трех различных значениях электронной плотности, т. е. на разных высотах ионосферы.

На рис. 4.20 схематически показаны уровни электронной плотности, на которых происходит отражение обыкновенной и необыкновенной волн.

Рис. 4.20. Отражение радиоволн в присутствии постоянного магнитного поля: 1 - обыкновенная, волна; 2 - необыкновенная волна

Отражение необыкновенной волны может происходить от двух уровней электронной плотности - ниже и выше уровня отражения обыкновенной волны. Обычно наблюдается отражение только от нижнего уровня, а часть энергии, отразившейся выше уровня отражения обыкновенной волны, поглощается.

В силу того, что для отражения необыкновенной волны требуется меньшая электронная плотность, чем для отражения обыкновенной волны при равных частотах волн, критическая частота необыкновенной волны оказывается выше частоты обыкновенной волны. Разницу критических частот легко получить из выражения

откуда

В области отражения коротких волн выполняется условие ω_Н/2)² << ω₀² и приближенно можно записать

Подставляя числовое значение f_Н = 1,4 МГц, получаем

Такая же разница в критических частотах получается экспериментально.

При наклонном падении радиоволн на ионосферу волны, отразившиеся на разной высоте, попадают в разные точки земной поверхности, как показано на рис. 4.20.

При импульсной модуляции сигнала наблюдаются два магниторасщепленных импульса, имеющих различное время запаздывания.