電離層頂部探測

利用空間飛行器攜帶小型垂直測高儀探測上部電離層的一種方法。

基本介紹

• 中文名：電離層頂部探測
• 方法：利用空間飛行器
• 方式：攜帶小型垂直測高儀探測上部
• 類別：科技

正文

上部電離層是指F2層電子密度最大值所在高度以上的電離層區域。上部電離層是不能在地面用垂直測高儀進行探測的（見電離層垂直探測），而必須將小型垂直測高儀放在衛星等飛行器上，在上部電離層或更高的高度上向下探測。頂外探測的主要參量是電子密度隨高度的分布。其優點是可以連續獲得較大範圍的上部電離層電子密度剖面。 　頂外探測的基本原理與電離層垂直探測相同，電離圖如圖。圖中給出了虛深（或視在高度）與電波頻率的關係。虛深是從衛星至電波反射處的距離。圖中還有尋常波、非常波和Z波描跡（O、X和Z），可以用來推算電子密度分布。fOS、fXS、fZS為這3種波的低頻端截止頻率,它們相當於電波在衛星高度上的反射頻率。fOF2、fXF2為F2層峰值處反射頻率的尋常波分量和非常波分量，這些波還可能向下穿透F2層並在Es層或地球表面反射，產生Es層或地球回波的尋常波分量和非常波分量。fT是Z波的高頻端截止頻率,它是由於發射機浸在電漿中而產生的。除了這些描跡外，當探測頻率等於衛星附近的電漿頻率時，就會出現等離子諧振頻率fN的諧振線；當探測頻率等於衛星所在高度的電子迴旋頻率時，就會出現電子迴旋頻率fH的諧振線,或高次諧振現象，其頻率為nfH。而上混合諧振頻率。此外,當衛星所在區域的電子密度較低，即fI=fH時，還可觀測到諧振差拍現象；在非常波描跡上觀測到遠距諧振現象，它發生在衛星以下高度，此時非常波的反射波頻率等於2fH。
分析研究頂外探測的電離圖，可以得到上部電離層的電子密度垂直剖面及其時空變化，還可以研究發生在電離層電漿中的各種諧振現象。