ни атмосфери пов'язано з цілим комплексом різноманітного типу явищ: процеси, що протікають на Сонці, варіації магнітного поля Землі, руху у верхній атмосфері, зміни щільності і складу атмосферного газу на різних висотах і географічних широтах і тому подібні явища.
Головною характеристикою іоносферного шару є критична частота. Критичною частотою fC, або частотою проникнення, називається найвища частота хвилі відбитої від іоносферного шару, або найнижча частота хвилі, яка проникає крізь шар. Вона є безпосередньою мірою максимальної електронної концентрації NMAX шару. p> В епоху азбуки Морзе і перших телеграфних апаратів критичну частоту визначали на підставі чисел Вольфа і спеціальних графіків-прогнозів. Залежно від обраного напрямки і дальності траси, знаючи координати точки відображення хвилі, можна було визначити МПЧ - максимально застосовну частоту даної радіолінії. Потім розрахункові значення МПЧ коректувалися за даними іоносферного зондування.
Для отримання інформації про структуру іоносферних шарів і динаміці іоносферної плазми Землі використовуються різні варіанти радиозондирования (вертикальне (ВЗ), похиле (НЗ), зворотно-похиле (ВНЗ), трансіоносферное і різні види сигналів (вузькосмужні (УПС), широкосмугові (ШПС), сигнали з різними видами модуляції). Навряд чи можна виділити якийсь метод зондування іоносфери, що володіє однозначним перевагою над іншими по всіма параметрами і забезпечує всіх зацікавлених споживачів у всіх областях досліджень. Різні методи дослідження існують спільно і успішно доповнюють один одного.
Найбільшу точність у визначенні МПЧ має метод трасового (похилого) зондування. Передавач і приймач імпульсів рознесені на відстань одного або декількох стрибків. У заздалегідь встановлений час або з якимось періодом передавач посилає в ефір сигнал послідовно на декількох частотах. На приймальному кінці оцінюється чутність і якість сигналів і робиться висновок про підходящих частотах для даного часу доби і року. Накопичена статистика потім використовується в процесі організації зв'язку. У даному випадку точність визначення МПЧ буде визначатися кроком перебудови частоти передавача.
Ще одним способом практичного визначення КЧ і МПЧ є методи вертикального і зворотно-похилого зондування. В обох випадках прийом здійснюється в точці передачі.
У ході вертикального зондування (ВЗ) радіохвилі передавача, що знаходиться в місці досліджень, випромінюються вгору і потім відбиваються від іоносфери. Знаючи швидкість їх розповсюдження, рівну швидкості світла, і час від моменту передачі до моменту прийому, можна визначити висоту відбиває шару. Роздільна здатність по затримці при імпульсному зондуванні визначається тривалістю діагностуючого імпульсу і становить, як правило, 2.5 - 5 км. За максимальному значенню частоти прийому визначається КЧ. Вертикальні іонозонди визначають стан іоносфери безпосередньо над пунктом розташування. Дозволяючи одержувати залежність розподілу електронної концентрації від висоти, вони не дуже добре підходять для досліджень динамічних процесів у іоносфері, а їх застосування є досить витратним через необхідність забезпечення роботи радіопередавальних систем.
У разі зворотно-похилого зондування (ВНЗ) використовується ефект, вперше отриманий російським ученим Миколою Івановичем Кабановим. У 1948 році йому вперше в світі вдалося зафіксувати відображення радіохвилі від Землі в зворотному напрямку, так зване "відлуння". Це відкриття отримало назву "ефект Кабанова "і в 1957 році було внесено до Державного реєстру відкриттів СРСР під № 1. По суті, іоносфера при ВНЗ виконує функції величезного пасивного ретранслятора. Прогноз максимально застосовних частот можливий на основі даних про висотному розподілі профілю електронної концентрації і, насамперед, даних про критичну частоті і висоті шару F2 іоносфери. Прийнявши зворотну хвилю, яка утворюється при відображенні від землі на іншому кінці радиотрасс, за часом її поширення і висоті відбиває шару математичним способом визначається МПЧ конкретної траси. За допомогою ВНЗ можна виявити, наприклад, поява в іоносфері спорадичних шарів, метеорної іонізації, нерегулярних утворень електронної щільності хвильового і ізольованого типів та інші явища. ВНЗ дозволяє екcпepімeнтaльнo підбирати найкращу частоту для радіозв'язку на даній трасі в даний час.
На практиці найчастіше перед сеансом немає можливості проводити процедуру зондування з міркувань дефіциту часу чи інших причин. Крім того, для проведення вертикального і зворотно-похилого зондування крім наявності передавача і приймальні антени із заданою діаграмою спрямованості потрібні висока точність визначення часу між моментами передачі і прийому радіоімпульсів, а також синхронізація роботи передавальних і приймальних комплексів. Зазначені причини призвели до виділення частотно-диспетчерської служби КВ радіоцентрів в окремий структурний підрозділ і появі спеціальних станцій зондування.
В оста...
