Långt försenat eko

Långfördröjda ekon ( LDE ) är radioekon som återgår till avsändaren flera sekunder efter att en radiosändning har inträffat . Fördröjningar på längre än 2,7 sekunder betraktas som LDE. LDE har ett antal föreslagna vetenskapliga ursprung.

Historia

Dessa ekon observerades första gången 1927 av civilingenjör och amatörradiooperatör Jørgen Hals från hans hem nära Oslo , Norge . Hals hade upprepade gånger observerat ett oväntat andra radioeko med en betydande tidsfördröjning efter att det primära radioekot slutade. Han kunde inte förklara detta märkliga fenomen och skrev ett brev till den norske fysikern Carl Størmer och förklarade händelsen:

I slutet av sommaren 1927 hörde jag upprepade gånger signaler från den holländska kortvågssändarstationen PCJJ i Eindhoven. Samtidigt som jag hörde dessa hörde jag också ekon. Jag hörde det vanliga ekot som går runt jorden med ett intervall på cirka 1/7 av en sekund samt ett svagare eko cirka tre sekunder efter att huvudekot hade försvunnit. När huvudsignalen var särskilt stark antar jag att amplituden för det sista ekot tre sekunder senare låg mellan 1/10 och 1/20 av huvudsignalens styrka. Varifrån detta eko kommer kan jag inte säga för närvarande, jag kan bara bekräfta att jag verkligen hörde det.

Fysikern Balthasar van der Pol hjälpte Hals och Stormer att undersöka ekona, men på grund av den sporadiska karaktären av ekohändelserna och variationer i tidsfördröjning hittade han ingen lämplig förklaring.

Långt fördröjda ekon har hörts sporadiskt från de första observationerna 1927 och fram till idag.

Fem hypoteser

Shlionskiy listar 15 möjliga naturliga förklaringar i två grupper: reflektioner i yttre rymden och reflektioner inom jordens magnetosfär. Vidmar och Crawford föreslår att fem av dem är mest sannolika. Sverre Holm, professor i signalbehandling vid universitetet i Oslo beskriver dessa fem; Sammanfattningsvis,

Ledning i jordens magnetosfär och jonosfär vid låga HF-frekvenser (1–4 MHz). Vissa likheter med whistlers .

Signaler kan passera jonosfären och sedan ledas i magnetosfären ut till ett avstånd av flera jordradier över till den motsatta halvklotet där de kommer att reflekteras ovanpå jonosfären. Rundturstiden varierar med sändarens geomagnetiska latitud och ligger vanligtvis inom intervallet 140–300 ms. Ju längre norrut stationen är, desto större fördröjning. På grund av den korta fördröjningen kan detta inte anses vara ett riktigt långfördröjt eko. För fullständighetens skull finns det fortfarande med här.

Radiovågor med en frekvens på mindre än cirka 7 MHz kan fångas i magnetfältsinriktade joniseringskanaler med L-värden (avståndet från jordens centrum till fältlinjen vid den magnetiska ekvatorn) mindre än cirka 4. Dessa vågor kan efter att ha fångats in fortplantar sig till det motsatta halvklotet där de reflekteras i jonosfären på ovansidan. De kan återvända längs kanalen, lämna den och fortplanta sig till mottagaren.

Res många gånger runt om i världen. Signaler kan färdas runt jorden sju gånger på en sekund. Sådana signaler är inte heller ovanliga.

"Goodacre rapporterar att han riktade sin antenn mot horisonten och fick sin egen 28 MHz-signal försenad med upp till cirka 9 sekunder... Hans mätning innebär resor upp till 65 varv runt jorden." Förmodligen den övre frekvensgränsen för sådana effekter.

Den mest populära nuvarande teorin är att radiosignalerna fångas mellan två joniserade skikt i atmosfären och sedan leds runt världen många gånger om tills de faller ut ur en lucka i bottenskiktet. ( Kanalutbredning mellan luftlager i den nedre atmosfären är ett välkänt fenomen. Se Radioutbredning .)

Modomvandling: Signaler kopplas till plasmavågor i den övre jonosfären.

Undersökta experimentellt av Crawford et al., spelade de in ekon med fördröjningar upp till 40 sekunder vid 5–12 MHz.

Signalerna från två separerade sändare T1 och T2, T2 som sänder CW- eller kvasi-CW-signaler, interagerar olinjärt i jonosfären eller magnetosfären. Om vågvektorn och frekvensen för den forcerade oscillationen vid skillnadsfrekvensen för de två signalerna uppfyller spridningsrelationen för elektrostatiska vågor, skulle sådana vågor existera och börja fortplanta sig. Denna våg kan växa i amplitud på grund av våg-partikelinteraktion. Vid ett senare tillfälle kan den interagera med CW-signalen och spridas till T1.

Reflektion från avlägsna plasmamoln som ursprungligen kommer från solen.

Freyman gjorde experiment vid 9,9 MHz och upptäckte flera tusen ekon av fördröjning upp till 16 sekunder vid tillfällen då solplasma troligen kom in i magnetosfären.

Icke-linjäritet utöver modomvandling. Två sända signaler kombineras för att generera en skillnadsfrekvens, som färdas med en plasmavåg, och sedan omvandlas den tillbaka.

Det kan förklara amatör VHF / UHF ekon. Hans Rasmussen hittade ekon försenade med 4,6 sekunder vid 1296 MHz, och Yurek registrerade en 5,75 sekunders fördröjning vid 432 MHz.

Alternativa hypoteser

Vissa tror att norrskensaktiviteten som följer en solstorm är källan till LDE.

Ytterligare andra tror att LDE är dubbla EME (EMEME) reflektioner, dvs signalen reflekteras av månen och den reflekterade signalen reflekteras av jorden tillbaka till månen och reflekteras igen av månen tillbaka till jorden.

När man diskuterade användningen av automatiserade sonder som ett potentiellt sätt att komma i kontakt med utomjordiska civilisationer , föreslog den amerikanske fysikern Ronald Bracewell att sådana sonder kunde försöka locka uppmärksamhet genom att skicka tillbaka till oss våra egna signaler, med hänvisning till de långa fördröjda ekona som ett möjligt fall. Detta koncept utvidgades av Duncan Lunan , och togs även upp av Holm.

Bedrägeri

Volker Grassmann skriver i VHF Communications noterade möjligheten för individer att lura LDE:er och sa: "Försök till bedrägeri kan inte i något fall uteslutas, och det är att befara att mindre seriösa radioamatörer bidrar till avsiktlig förfalskning... Korta sändningar med hjälp av olika frekvenser är en relativt enkel procedur för att utesluta potentiella bråkmakare." För att minska risken för fel eller bluff har ett världsomspännande loggningssystem utvecklats.

Se även

Förökningsläge

Anteckningar

JH Dellinger, "Observations on Long-Delay Radio Echoes," ST, 8, 42, 88 (1934).
KC Budden, CC Yates, "A Search for Radio Echoes of Long Delay," Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, 2, 272-281 1952).
OG Villard, Jr., AF Fraser-Smith, RT Cassan, "LDE's, Hoaxes, and the Cosmic Repeater Hypothesis,," ST, 55, 54-58 (1971)
AT Lawton, SJ Newton, "Long Delayed Echoes: The Search for a Solution," Spaceflight, 16, 181-187, 195 (1974).
George Sassoon, "A Correlation of Long-Delay Radio Echoes and the Moon's Orbit," Spaceflight, 16, 258-264 (1974).
OG Villard (W6QYT), DB Muldrew och FW Waxham (K7DS), "The magnetospheric echo box - A type of long-delayed echo explained," QST, okt. 1980, s. 11–14.
GT Goldstone och GRA Ellis, "Observationer av 1,91 MHz ekon från den magnetiska konjugatpunkten efter utbredning genom en magneto-jonisk kanal," Proceedings of the Astronomical Society of Australia, vol. 6, nr. 3, 1986, sid. 333-335
Ellis, GRA och GT Goldstone, "Observations of long delayed echoes", Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, v49 #10 (1987) s. 999–1005.
P. Martinez (G3PLX), "Long Delayed Echoes, A Study of Magnetospheric Duct Echoes 1997-2007," Radcom, okt 2007, s. 60–63.
Duncan A. Lunan, "Space Probe from Epsilon Boötis" Spaceflight , 16:122-31 (april 1973)

Muldrew, DB, Generation of long delay echoes, Journal of Geophysical Research, vol. 84, 5199–5215, 1979.

externa länkar