Mens naturlig forekommende hendelser kan ha en uttalt og langvarig effekt på ionosfæren, refererer begrepet «ionosfærisk modifikasjon» spesifikt til endringer i omgivelsesegenskapene til ionosfæren som produseres av mennesker. Vår arbeidsdefinisjon av «ionosfærisk modifikasjon» gjelder kun for effekter som kan gjentas og kontrolleres.
Ionosfæriske varmeanlegg sender høyeffekts radiobølger typisk i HF-båndet for å modifisere ionosfæren på en kontrollert måte. HF-varmere har vært i stand til å reprodusere flere typer naturlig forekommende hendelser med hell: scintillasjon, elektrontetthetskanaler og -lag, og luftglød, blant andre. Disse HF-varmerne gir dermed et kontrollert miljø for å studere naturlig forekommende hendelser.
En rekke HF-oppvarmingsanlegg finnes rundt om i verden: HAARP (Alaska), EISCAT (Norge), Sura (Russland), Jicamarca (Peru), og den engang og fremtidens ionosfæriske varmeapparatet i Arecibo (Puerto Rico). Vårt arbeid fokuserer på eksperimenter utført ved HAARP.Figur 1. Et tegneseriediagram av HF-kryssmodulasjonseksperimentet [
Langston og Moore , 2013].
Selv om flertallet av ionosfæriske uregelmessigheter produsert av HF-oppvarming forekommer i E- og F -regionene av ionosfæren, ligger vår primære interesse i den sterkt kollisjonelle D- regionens ionosfære, som ligger mellom 60 og 100 km høyde. D- regionen er ansvarlig for det store flertallet av signalabsorpsjonen som transionosfærisk forplantende radiobølger opplever, og absorpsjonsprosessen er svært ikke-lineær. I tillegg, fordi egenskapene til D-regionens ionosfære varierer betydelig med tiden, absorpsjonsnivået som radiobølger opplever er også svært varierende. Som et resultat krever eksperimenter rettet mot å kvantifisere forholdet mellom HF-effekt og forekomsten av en bestemt type hendelse kunnskap om D- region radiobølgeabsorpsjon.
Et hovedfokus for vårt arbeid ved HAARP er å kvantifisere den HAARP-modifiserte HF-radiobølgeabsorpsjonen som skjer innenfor D- regionens ionosfære. Vi bruker en prosess kjent som HF-kryssmodulering, der en høyeffekts radiobølge modifiserer absorpsjonshastigheten som oppleves av andre HF-bølger som forplanter seg gjennom samme volum. Dette fenomenet ble først observert av Tellegen [1933], og forklart på riktig måte av Bailey og Martyn [1934]. Figur 1 viser et tegneseriediagram for et typisk HF-kryssmodulasjonseksperiment, der HAARP HF-oppvarmingsgruppen utstråler to distinkte bølger: en høyeffekts radiobølge som modifiserer D-regionabsorpsjon, og en CW-sonderingspuls med lavere effekt som brukes til å kvantifisere endringer i absorpsjon.Figur 2. Ionosfærisk kryssmodulasjonssammenligning [
Langston og Moore , 2013].
Langston og Moore[2013] viste at den HAARP-modifiserte HF-absorpsjonen lett kan kvantifiseres ved bruk av HF-kryssmodulasjonseksperimenter. Figur 2 viser amplitude- og faseendringer på HF-bølger som forplanter seg oppover og nedover påført av en rekke modulerte høyeffektsradiobølger. Disse absorpsjonsendringene er betydelige (opptil 5 dB og 30 grader). I tillegg gir eksperimentene med høy tidsoppløsning som er utført spennende nye resultater: de store og raske faseendringene kan sees på som ekvivalente Doppler-skifthastigheter (se figur 3). Denne Doppler-spoofingen på HF-radiobølger kan være betydelig (60 km/sek) og viktig: noen HF-radarer bruker Doppler-teknikker for å bestemme rekkevidden og hastigheten til målobjekter, noe som indikerer at ytelsen deres kan forringes i nærvær av disse kunstige ionosfæriske forstyrrelsene . Ved ekstrapolering,Figur 3. Ekvivalent Doppler-forskyvningshastighetssammenlikning [
Langston og Moore , 2013].
+ There are no comments
Add yours