Способ исследования ионосферы

СССР5051 б Класс 21 д, 30 ИОАН ИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВ АРОДНЫМ КОМИССАРИАТ Н Зарегггсгггригговано е г"осмдарсгггвенно.гг бюро иос.гедугоа 7 ей регггслгоации изобретена г при Госгг.гане СССР гг Л. Булатов.особ исследования иоиосферы,и Г РЗаггово 13 гпод 1936 го га да М 1977 спгубдиковагго 2 Ь 1 сгград 1937 года,с Извести ыс методы, применясмыс для наблюдений над ионосферой вообще и, в частности, для определения критических частот, дагот довольно ограниченные возможности, так как только после длительного прохождения диапазона волн, а иногда только после кропотливой обработки, позволяют судить о некоторых изменениях, происходящих в ионосфере.Существующие до сих пор методы наблюдений не дают полной и точной картины всех изменений в ионосфере, структура которой часто изменяется очень быстро, Изменения, длительность которых порядка нескольких секунд, даже минут, нс поддаются наблюдениям этими методами.Наиболее совершенным методом можно считать метод, применяющийся Национальным бюро стандартов в Вашингтоне и заключающийся в следующем. Радиопередатчик, дающии кратковременный импульс, плавно проходит за 20 - ЗО мин. наблтодаемый диапазон частот.Синхронно с ним следует и приемник, подстраивающийся в резонансприходящей волной. Сигналы этого ЕТЕЛЬСТВУ,ТЯИЕДОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТ п риемника производят огклоненпесветового пучка, падгпощего на зсркгло; последнее, вращаясь синхронно с частотой ихгпул.:сов передатчика, дает неподвижную картину земного сигнала и.В случае отражений, кроме неподвижного основгаого сигналя и, ноя вляготся отражсн ные сигна,гь 1 гг, в и гЛента, движущаяся перед экраном катодного осцпллоскопя, дает снимок (фиг. 1), соответствующий времени ггрохождения всего диапазона, т. е, 20 30 минутам.Более быстрое прохождение передатчиком всего диапазона не дает возможности тщательно зфиксировать поведение отражений на всех частотах.Предлагаемый способ, хотя и требует довольно сложной и точно отрегулированной аппаратуры, по должен дать возможность непрерывно следить зя ионосферой по той картине, которая получается па экране катодного осциллоскопа.Сущность предлагаемого способа уясняется с помощью диаграмм, изображенных на фиг. 2 - 10 чертежа, Предлагаемый способ заключается в следующем. Катодный пучок катод- ного осциллоскопа отклоняется двумя магнитными полями катушек, питаемых соответственно двумя токами релаксационных генераторов (на тиратронах).Горизонтальная пара катушек дает М вертикальных отклонений в 1 сек. пучка, двигающегося с равномерной скоростьюгдев дли строки, Т, в пери первого релаксационного генератора. Вертикальная пара (фиг. 2, 3) дает гг горизонтальных отклонений в 1 сек, также с равномерной скоростьюНа экране катодного осциллоскопа, при одповременном отклонении пучка полями обеих катушек, получается обычный телевизионный растр, но с мальгм числом строк М и кадров и в 1 сек. (фиг. 1).Если, кроме того, на фокусирующую систему катодного осциллоскопа подавать с радиориемника сигналы, принятые от радиопередатчика, даю 1 цего кратковременные импульсы длительностгю 10- - 10- сек., число которых равно числу строк М, то на каждой строке будет получаться пропуск, так как фокусировка в момент действия сигнала будет расстраиваться (фиг, 5).В случае, если приемник будет принимать отражешые слоями иоосферы эхо-сигналы, то будут появляться пропуски в других местах растра (фиг. б).Высоту слоя, от которого произошло отражение, не трудно определить следующим образом.Длина строки 1 соответствует времени Т; поэтому длине г, будетгг, У соответствовать время за которое сигнал успел дойти до отражающего слоя и возвратиться об. ратно. Следовательно, высота этогослоя2 У;2 ггде о - скорость распространения электромагнитной волны, равная скорости света.Высота другого отражающего слоя определится соответственным образом. Картина будет иметь вид фиг. 6 в том случае, если частота радиопередатчика постоянна и высота слоев неизменна.Если передатчик и находящийся в любой момент в резонансе с лм приемник будут изменять свою частоту гг раз в секунду, причем частоа будет изменяться пропорционально току второго релаксационного генератора (фиг. 7), то на экране катодного осциллоскопа будет обнаружена картина, рисующая поведение частот всего диапазона, который перекрывает передатчик (фиг. 8).Эта картина даст возможность непосредственно видеть, какие частоты и па какой высоте испытьвают отражение, какая частота и для какого слоя явлетс критической.Если частоту и амплитуду релаксационных токов сделать достаточно стабильными, то экран может быть отградуирован (по оси ОХ - частоты, и по оси ОУ - высоты слоев) и, помимо непрерывного фотогоафировани картины, критические частоты могут бьп ь определены непосредственным отсчетом визуально.Бо.ее удобная для набгподени картна может быть получена помощью темного" растра, Этого можно достигнуть, если на фокусирующий цилиндр катодного осциллоскопа подать такое дополнительное сме щаоцее напряжение, чтооы пучок был закрыт и на экране осциллоскопа растр не был виден.Приходящие с приемника импульсы эхо-импульсы" должны открывать пучок, давая на экране свечения только в момент импульса. При этом яркость катодного сигнала будет пропорциональна его амплитуде. Кар тина будет иметь вид, изображенный на фиг. 9,О технической особенности аппаратуры необходимо заметить следующее.Передатчик должен быть только на самовозбуждении и достаточной мощности порядка 0,7 - 1,5 1 Л 1,Специальная форма пластин конденсаторов (передатчика-приемника) должна обеспечивать линейную зависимость между углом поворота оси настройки и генерируемой частотой, Приемник должен находиться в одном помещении с передатчиком.Настройка приемника (приемник желателен по супергетеродинной схеме) механически сцеплена с осью настройки передатчика.Несмотря на близость к передатчику, приемник не должен забиваться " сигналами, непосредственно идущими от передатчика. Это достигается тщательной экран ировкой и выбором малых постоянных времени цепей приемника.Что касается катодного оспиллоскопа и релаксационных генераторов, то описывать их не имеет смысла вследствие их общеизвестности в технике дальновидения.Синхронизирующее устройство для точного совпадения числа кадров с числом оборотов приемно-передающего вала осуществляется путем подачи через диск на оси вала одно. го светового импульса на фотоэле. мент, усиленный сигнал которого синхронизирует релаксационный ге. нератор кадров,Первый релаксатор своими сигналами, кроме вертикальной развертки,производит в моменты обратного хода (фиг, 10) подачу импульсов передатчика, Таким образом, основной прямой сигнал будет лежать внизу экрана или смещен по фазе в любое место растра. Частота первого релак. сатора не обязательно должна быть кратной частоте второго релаксатора, но должна, для более равномерного покрытия растра, быть не менее, чем в 10 - 30 раз больше частоты второго релаксатора.Принципиальное содержание предлагаемого способа раскрывает, повидимому, широкие возможности в смьсле наглядного и непрерывного наблюдения за всеми изменениями в ионосфере, за которыми удается следить пока помощью единственного зонда" - электромагнитной волны,Предмет изобретен ия.Способ исследования ионосферы путем приема прямых волн непосредственно от передатчика и волн, отраженных ионосферой, отличающийся тем, что прямые и отраженные сиг налы подают в фокусирующую цепь катодного осциллоскопа, электронный луч которого при отсутствии сигнала вычерчивает обычный телевизионный растр под воздействием двух систем развертки, частота одной из которых совпадает с частотой подачи прямых сигналов, н по рас.стояниям между пропусками в растре, образующими ся вследствие дефокусировки, получающейся при приеме сигнала, судят о времени прохождения волны,