Ionosonde

Typiskt jonogram som indikerar en kritisk frekvens för F2-skiktet (foF2) på ungefär 5,45 MHz.
Ett exempel på ett jonosondsystem som visar ett jonogram

En jonosond , eller chirpsounder , är en speciell radar för undersökning av jonosfären . Den grundläggande jonosondteknologin uppfanns 1925 av Gregory Breit och Merle A. Tuve och vidareutvecklades i slutet av 1920-talet av ett antal framstående fysiker, inklusive Edward Victor Appleton . Termen jonosfär och därmed etymologin för dess derivat, föreslogs av Robert Watson-Watt .

Komponenter

En jonosond består av:

  • En högfrekvent (HF) radiosändare, automatiskt inställbar över ett brett spektrum. Typiskt är frekvenstäckningen 0,5–23 MHz eller 1–40 MHz, även om svep normalt är begränsade till cirka 1,6–12 MHz.
  • En spårande HF-mottagare som automatiskt kan spåra sändarens frekvens.
  • En antenn med lämpligt strålningsmönster, som sänder bra vertikalt uppåt och är effektiv över hela det använda frekvensområdet.
  • Digitala styr- och dataanalyskretsar.

Sändaren sveper hela eller delar av HF-frekvensområdet och sänder korta pulser. Dessa pulser reflekteras i olika lager av jonosfären, på höjder av 100–400 km (60 till 250 miles), och deras ekon tas emot av mottagaren och analyseras av kontrollsystemet. Resultatet visas i form av ett jonogram , en graf över reflektionshöjden (faktiskt tiden mellan sändning och mottagning av puls) kontra bärvågsfrekvens .

En jonosond används för att hitta de optimala driftfrekvenserna för sändningar eller tvåvägskommunikation i högfrekvensområdet.

jonogram

Ionogram produced by a Lowell Digisonde, with explanations for various indications and recordings.

Ett jonogram är en visning av data som produceras av en jonosond; tekniskt sett kan man kalla data som används för att göra displayen som jonogrammet men ofta är detta helt enkelt underförstått. Det är en graf över jonosfärens virtuella höjd avsatt mot frekvens. Jonogram omvandlas ofta till elektrondensitetsprofiler. Data från jonogram kan användas för att mäta förändringar i jordens jonosfär på grund av väderhändelser i rymden .

Observera att i jonogrammet ovan kan förklaringen tydligare förstås som att den har "Vx-" och "Vx+" för att ersätta respektive "X-" och "X+". Dessa hänvisar till den vertikala reflektionen av det extraordinära slaget. "Vo-" och "Vo+" hänvisar till den vanliga reflektionen. En vanligen reflekterad våg är den som beter sig som om det inte fanns något geomagnetiskt fält.

ARTIST är programvaran som används för att "skala" (härleda eller beräkna) de karakteristiska parametervärdena som visas i tabellen till vänster. Den version som visas här är "5", vilket är den senaste från mars 2022. Ion2Png är programvaran som används för att skapa bilden som vi kallar jonogram.

Chirp-sändare

En chirp- sändare är en kortvågsradiosändare som sveper HF -radiospektrumet på ett vanligt schema. Om man övervakar en specifik frekvens hörs ett pip (i CW eller SSB -läge) när signalen passerar igenom. Förutom att de används för att sondera jonosfäriska egenskaper, används dessa sändare även för radarsystem över horisonten .

En analys av strömsändare har gjorts med hjälp av SDR -teknik. För bättre identifiering av chirp-sändare används följande notation: <repetitionsfrekvens (s)>:<chirp offset (s)>, där upprepningsfrekvensen är tiden mellan två svep i sekunder och chirp-offset är tiden för den första svep från 0 MHz efter en hel timme i sekunder. Om den initiala frekvensen är större än 0 MHz, kan offsettiden linjärt extrapoleras till 0 MHz.

Se även

Vidare läsning

  •   Davies, Kenneth (1990). Jonosfärisk radio . IEE Electromagnetic Waves Series #31. London, Storbritannien: Peter Peregrinus Ltd/The Institution of Electrical Engineers. s. 93–111. ISBN 978-0-86341-186-1 .
  • Gwyn Williams, G4FKH (maj 2009). "Tolka digitala jonogram". RadCom . 85 (5): 44–46.
  • Breit, G.; Tuve, MA (1926). "Ett test av det ledande lagrets existens". Fysisk granskning . 28 (3): 554–575. Bibcode : 1926PhRv...28..554B . doi : 10.1103/PhysRev.28.554 .
  • Appleton, EV (januari 1931). "Timingen av trådlösa ekon, användningen av tv och bildöverföring". Wireless World (14): 43–44.
  • http://www.ngdc.noaa.gov/stp/IONO/ionogram.html National Geophysical Data Center
  • Gwyn Williams, G4FKH (maj 2009). "Tolka digitala jonogram". RadCom . 85 (5): 44–46.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ionosonde&oldid=1136266104 "