Наблюдение ионосферных мерцаний дискретных космических источников с помощью панорамного ВЧ риометра

Abstract

Теоретически и экспериментально исследованы эффекты мерцания дискретных космических источников (ДКИ) на естественных и искусственных неоднородностях авроральной ионосферы. Экспериментальные наблюдения выполнены с использованием многолучевой фазированной антенной решетки панорамного ВЧ риометра Poker Flat, расположенного на Аляске. Для спокойных ионосферных условий и слабых мерцаний восстановлен пространственный спектр и оценены поперечные скорости движения френелевых неоднородностей. Для случаев сильной турбулизации ионосферы и насыщенных мерцаний теоретически показана возможность определения интервала временной когерентности излучения в точке наблюдения. Проанализированы примеры мерцаний ДКИ на искусственных ионосферных неоднородностях, стимулированных работой мощного нагревного стенда. Предсказан и обнаружен эффект ракурсного рассеяния излучения ДКИ на искусственных магнитоориентированных мелкомасштабных неоднородностях. Обсуждены перспективы систематических исследований эффектов мерцаний и ракурсного рассеяния для специальных режимов работы нагревного стенда.

Теоретично та експериментально досліджено ефекти мерехтінь дискретних космічних джерел (ДКД) на природних та штучних неоднорідностях авроральної іоносфери. Експериментальні спостереження виконано з використанням багатопроменевої фазованної антенної решітки панорамного ВЧ ріометра Poker Flat, розташованого на Алясці. Для спокійних іоносферних умов та слабких мерехтінь відтворено просторовий спектр та оцінено поперечні швидкості руху френелевих неоднорідностей. Для випадків сильної турбулізації іоносфери та насичених мерехтінь теоретично показано можливість визначення інтервалу часової когерентності випромінювання у точці спостереження. Проаналізовано приклади мерехтінь ДКД на штучних іоносферних неоднорідностях, стимульованих роботою потужного нагрівного стенду. Прогнозовано та виявлено ефект ракурсного розсіяння випромінювання ДКД на штучних магнітоорієнтованих дрібномасштабних неоднорідностях. Обговорюються перспективи систематичних досліджень ефектів мерехтінь та ракурсного розсіяння для спеціальних режимів роботи нагрівного стенду.

The effects of scintillations have been investigated theoretically and experimentally for the radiation from discrete cosmic sources scattered from natural and artificial inhomogeneities of the polar ionosphere. The observations were performed with the use of a multibeam phased antenna array of the Poker Flat imaging riometer (Alaska, USA). For quiet ionospheric conditions and weak scintillations the spatial spectrum and transverse motion velocities of the Fresnel inhomogeneities have been recovered. A possibility has been shown theoretically to estimate the time coherence interval of the radiation at the observation point in the case of saturated scintillations and strong turbulization of the polar ionosphere. Examples are analyzed of discrete cosmic sources scintillations owing to artificial ionospheric irregularities induced by a powerful heating facility. The effect of aspect sensitive scattering of discrete cosmic sources radiation by artificial field-aligned, smallscale irregularities has been predicted and detected. Prospects of routine observations of the effects of scintillations and aspect sensitive scattering are discussed for special operation modes heating facility.