Определение мпч по прогнозам распространения радиоволн

При определении МПЧ рекомендуется учитывать все слои ионосферы (Е, F₁, F₂) и выбирать наибольшую из полученных. На трассах протяженностью до 2000 км наибольшая МПЧ часто определяется отражением от слоя Е, на трассах (2000-3000) км – отражениями от слоя F₁ и на трассах большей протяженности – отражениями от слоя F₂  .

Для расчета МПЧ при отражении от слоя F₂ необходимо иметь карту мира (рис.5.2), ионосферную карту прогноза МПЧ (рис.5.3 и 5.4) и карту дуг большого круга (рис.5.5), выполненные в одном масштабе. Ионосферные карты для слоя F₂ представляют собой контурные карты с нанесенными на них линиями равных значений МПЧ. Одна группа ионосферных карт содержит значения критических частот, отмеченные индексом F₂ – 0 – МПЧ (рис.5.3). Вторая группа ионосферных карт содержит значения МПЧ для односкачковых трасс протяженностью 4000 км и обозначены индексом F₂ – 4000 – МПЧ (рис. 5.4). Для определения МПЧ при отражении от слоя частоты F₂ выбирают соответствующие заданному моменту времени и придерживаются следующей последовательности. На карту мира (рис.5.2) накладывают кальку и на нее наносят линию экватора, часть координатной сетки, точками отмечают пункты приема и передачи. Затем кальку накладывают на карту дуг большого круга, совмещают линии экваторов и, смещая кальку вправо или влево, добиваются положения, когда точки пунктов приема и передачи окажутся на одной дуге большого круга (сплошной линии) или на равных расстояниях по одну сторону от нее. Соединяют точки приема и передачи на кальке по дуге большого круга. Дуги большого круга пересекаются пунктирными линиями масштабной сетки. Расстояние между двумя соседними пунктирными линиями равно 500 км. Если протяженность трассы меньше 3500 км зимой и 4000 км летом, считают, что распространение происходит одним скачком и точка отражения лежит на середине трассы по дуге большого круга. Трассы большей протяженности разбивают на несколько скачков и в середине каждого отмечают точки отражения. Кальку с нанесенной трассой и точкой отражения накладывают на карту прогноза с индексом F₂ – 0 – МПЧ, совмещают координатные сетки. По ближайшей к точке отражения линии одинаковых значений определяют МПЧ₀ (критическую частоту в точке отражения). 

Аналогично по ионосферной карте прогноза с индексом F₂ – 4000 – МПЧ определяют МПЧ₄₀₀₀ (соответствующую трассе протяженностью 4000). Искомое значение МПЧ для конкретной трассы по ее протяженности находят по номограмме (рис. 5.6).

Отсутствие долготного эффекта для слоев Е и F1 позволяет определять МПЧ при отражении от слоев Е и F1 по одной карте ионосферного прогноза, построенной для заданной области широт (рис. 5.7).

Местное время в точке отражения определяется разностью между долготой точки отражения и долготой меридиана Московского декретного времени (45⁰ В), если учесть, что изменение на 15⁰  по долготе соответствует изменению на 1ч по времени.

На трассах более 4000км волны испытывают несколько отражений от ионосферы и поверхности Земли. Число отражений от ионосферы на трассе определяется округлением до ближайшего числа значения, полученного по формуле:

N = r/(3500-4000),

где: N-число отражений от ионосферы;

   r - протяженность трассы, км.

Примеры выполнения задания.

Пример 1.

Электронная концентрация слоя в точке отражения 0.5*10⁶ эл/см³, рабочая частота 8 Мгц, высота отражающего слоя 300 км. Определить: критическую частоту слоя, критический угол падения, угол излучения соответствующий критическому углу падения, внешний радиус зоны молчания.

                                   Решение

Электронной концентрации 0.5*10⁶ эл/см³ соответствует концентрация 0.5*10¹² эл/м³.

 

 

Пример 2.

Координаты пункта передачи 40 град. северной широты и 50 град. восточной долготы, пункта приёма 20 град. северной широты и 80 град. восточной долготы. Определить МПЧ и ОРЧ для января 8 час. Московского декретного времени.

                                           Решение

Определим МПЧ положение для слоя F2. Накладываем кальку на карту мира (см. рис. 5.2)и наносим на её линиюэкватор, часть координатной сетки, пункты передачи и приёма. Переносим кальку на карту дуг большого круга (см. рис. 5.5), совмещаем линии экваторов и перемещаем кальку вправо и влево вдоль линии экватора. Подбираем такое положение, при котором точки, соответствующие передающей и приемной станциям, попали бы на одну и ту же дугу большого круга или заняли бы одинаковое промежуточное положение между двумя соседними дугами. Между точками передающей и приемной станций прочертим дугу большого радиуса и нанесём на неё штрихами масштабную сетку. Число масштабных отрезков в нашем случае 6, следовательно, протяженность трасы 6х500=3000 км. На середине трассы отметим точку отражения. Её координаты 30⁰ С широты и 70⁰ В долготы. Переносим кальку на карту прогноза критических частот слоя F2 с индексом F2-О-МПЧ на январь 8 час. Московского декретного времени (см. рис. 5.3), совмещаем координаты сетки и по ближайшей к точке отражения линии одинаковых значений определяем МПЧо=7 МГц (см. рис. 5.8б). Переносим кальку на карту прогноза с индексом F2-4000-МПЧ на январь 8 час. Московского декретного времени (см. рис. 5.4), совмещаем координатные сетки и определяем для точки отражения МПЧ4000, равную 32 МГц         (рис. 5.8в). На монограмме рис. 5.6 от шкалы О-МПЧ с отметкой 7 МГц проводим линию до отметки 32 МГц на шкале 4000-МПЧ. Точка пересечения данной линии с линией расстояний 3000 км определит искомую МПЧ, равную 28 Мгц, соответствующую отражению от слоя F2.

Расстояние между долготой точки отражения и долготой меридиана Московского декретного времени 70⁰ – 45⁰=25⁰. Изменению долготы на 25⁰ соответствует изменение времени 25:15=1,66 или 1,5 ч. В 8 час. Московского времени местное время в точке отражения будет 10 час.

По карте прогноза МПЧ на январь при отражении от слоя F1 для трассы МПЧ и в местном времени в точке отражения 10 час., находим F1-3000- МПЧ, равную 16 МГц.

Для слоя Е МПЧ отсутствует, следовательно, максимальная МПЧ на трассе равна 28 МГц.

Оптимальная рабочая частота:

 

f_раб = 0,85f_мпч =0,85·28= 23,8 МГц.

 

Ниже приведены необходимые карты для определения МПЧ.

 

Рисунок 5.2 – Карта мира

 

 

Рисунок 5.3 – Карта прогноза МПЧ

 

 

Рисунок 5.4 – Карта прогноза МПЧ

 

Рис.5.5- Карта дуг большого круга

 

 

 

Рис.5.6- Номограмма для определения МПЧ на трассах протяженностью 0 – 4000 км.

 

 

Рис.5.7- Карта прогноза МПЧ слоев F1 и E.

 

 

Рис.5.8 - Калька для определения МПЧ примера.

 

Содержание отчета:

 

1. Цель занятия.

2. Основные соотношения, расчёты и результаты выполнения индивидуального задания.

3. Выводы по результатам выполнения индивидуального задания.

 

Контрольные вопросы:

1. Дать определение МПЧ.

2. Дать определение ОРЧ.

3. Объясните связь между углами: центральным q; возвышения D; падения на отражающий слой j. 

4. Дать определение f_kp.

5. Поясните методы исследования ионосферы.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА   № 7