Способ определения параметров солнечного ветра в околоземном пространстве

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (п)ю G 01 5 13/95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

I»

° » Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4738061/09 (22) 09.07.89 (46) 23.12.91. Бюл. М 47 (71) Нижегородский научно-исследовательский радиофизический институт (72) Ю.В. Токарев и М.А. Юрищев (53) 621.396.96(088.8) (56) Генкин Л.Г. и Ерухимов Л.M. — Геомагнетизм и аэрономия. 1983, М 9, с, 397., Проблемы современной радиотехники и электроники. — M. Наука, 1987, с, 86, 1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТ8Е (57) 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 v. может быть использовано для диагностики возмущения солнечного ветра на трассе Земля †Лу.

Целью изобретения является измерение раСстояний до области повышенной турбулентности солнечного ветра и перпендикулярной лучу зрения составляющей скорости солнечного ветра.

„„SU ÄÄ 1700505А1 составляющую скорости Ч1 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 флуктуаций интенсивности отраженных от Луны сигналов превышает время прихода лунного радиоэха. Измеряют интенсивность лунного радиоэха, вычисляют автокорреляционную функцию ее флуктуаций и определяют L и V> по формулам:

1 = p — 0,5 С . т О, V> — -у — - ro (Π— 0,5 С го )Л О

С лт где D — расстояние от Земли до Луны; С— скорость света; to — аргумент бокового максимума АКФ; Ьт — ширина бокового максимума АКФ на уровне 0,5; f — частота излучаемого радиосигнала. 1 ил.

На фиг, 1 приведена структурная электО рическая схема устройства.

Устройство содержит передатчик 1, антенну 2, приемник 3, антенну 4, квадратич- Ц ный 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) флуктуаций интенсивности.

АКФ флуктуаций интенсивности отраженны от Луны радиосигналов наземного

1700505 радиопередатчика, вызванных неоднородностями, электронной концентрации межпланетной плазмы в области повышенной турбулентности солнечного ветра на трассе

Земля — Луна и измеренных в пункте излуче-. 5 ния зондирующего радиосигнала, зависит от локализации области и скорости солнечного ветра. В диапазоне частот зондирования, на которых период либрационных ,флуктуаций интенсивности отраженных от 10 ,Луны сигналов превышает воемя периода, лунного радиоэха, аргумент бокового максимума АКФ позволяет дополнительно к обычно измеряемым методо л радиопросвечивания параметрам солнечного ветра on- 15 .,ределить расстояние от Земли до области повышенной турбулентности ветра, а ширина бокового максимума АКФ совместно с найденным рзсстоя нилм — перпендикуля рно направлению на Луну составляющую 20 скорости солнечного ветра в этой области.

Последовательность зондирующих ради6импульсов излучается в диапазоне частот .

f

Z — зенитный угол Луны;

R — радиус Луны;

Q — угловая скорость либрации Луны;

Л вЂ” среднеквадратичный угол наклона неровностей лунйой поверхности, 0 — расстояние от Земли до Луны.

Нижняя граница f„ i< укаэанного диапазона частот отвечает низкочастотной границе обрезания космического радио- 35 излучения ионосферой Земли в заданном направлении локации Луны. Для характерногозначения 4,р=7 МГц и 7=45 тмин -10 МГц.

Верхняя граница f»«- С /2 D К Q A

2 получена из условия превышения периода либрационных флуктуаций отраженных or Луны радиосигналов на частоте зондирования времени прихода лунного радиоэха. ля Я1,7 10 км, Й

=5,..., 10 10 рад/с, 0 =3,8 х 10 км и типичного значен ля Л-0,1 макс10 МГЦ. з

Период повторения зондирующего имп льсов не превышает величину

С(у /2 „, равную максимальному периоду флуктуаций лунного радиоэха на 50 трассе Земля-Луна и удовлетворяет условию Т = 20/с (п + 1/2), (n = 1, 2,... -- Натуральное число), отвечающему приходу эха в интервале между импульсами посылок.

Конкретное значение Т связано с расстоя- 55 нием L or Земли до границ зоны, в которой предполагается проведение исследований солнечного ветра, соотношением

0 (1 — — 4f (V T)2/CD-)

° (1+ 1+4f(Ч Т) /С0}

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

Например, для обзора в зоне h < L < 0-h, где h =10 Вз — нижняя граница размера магнитосферы Земли; Рз = 6 10 км — радиз ус Земли, на частоте 30 МГц период повторения не должен превышать 80 мс (здесь и выше V2» 300 км/с — характерное значение скорости солнечного ветра).

Расстояние L до области повышенной турбулентности солнечного ветра и перпендикулярную направлению Ч1 на Луну составляющую скорости солнечного ветра в этой области определяют по формулам

L= D — 0,5 С7»;

V< = vs (D -0,5ст.)/f0

С где тю — аргумент бокового максимума АКФ;

Л г — ширина бокового лаксимума АКФ

Н8 уровне 0,5;

f — частота зондирующего сигнала.

Устройство, реализующее способ, рабо-. тает 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, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью измерения расстояния до области повышенной турбулентности солнечного ветра и перпендикулярной лучу зрения составляющей скорости солнечного ветра, излучение радиосигналов производят с Земли в направлении Луны с частотой f, которую выбирают из соотношения

fy,p/соз Z f С /2OR QA где 4p — критическая частота ибносферы;

Z — зенитный угол Луны;

С вЂ” скорость света;

0 — расстояние от Земли до Луны;

1700505

Составитель А.Кочин

Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор М.Ликович

Заказ 4465 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

R — радиус Луны;

Q- угловая частота либрации Луны;

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

Ъ зрения составляющую скорости солнечного ветра V> по формулам

1 = D — 0,5 С то, С

VJ. =- — (to (D -0,5 С О f > где t — аргумент бокового максимума автокорреляционной функции;

Лr — ширина бокового максимума на уровне 0,5;

10 f — частота зондирующего сигнала.