К методике выделения радиоотражении, обусловленных метеорами потока Текст научной статьи по специальности «Математика»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА __

Том 100 ~ 1962

К МЕТОДИКЕ ВЫДЕЛЕНИЯ РАД ИООТРДЖЕН И И, ОБУСЛОВЛЕННЫХ МЕТЕОРАМИ ПОТОКА

Е. И. ФИАЛКО

(Представлено научным семинаром радиотехнического факультета)

При" решении многих вопросов необходимо выделять радиоотражения от метеоров, относящихся к потоку, из всей совокупности зафиксированных эхо-сигналов. К таким вопросам относятся точные исследования распределений метеорных тел по массам, распределений высот метеоров и т. п.

При наблюдениях на м такое выделение не представ-

ляет особого труда, т. к. спорадический фон обычно малочисленный, и появление потока сопровождается резким увеличением численности обнаруженных метеоров. В моменты „пиков" количество зафиксированных спорадических метеоров относительно невелико и поэтому, даже если не удается отделить спорадические метеоры от метеоров потока, это не приведет к заметной погрешности.

В случае же наблюдений на /.^10 м картина существенно изменяется: во многих случаях спорадический фон оказывается весьма интенсивным, и появление потока сопровождается относительно небольшим увеличением численности наблюдаемых метеоров. Кроме того, появляется заметное количество ненормальных отражений.

Если обработка, ведется для всей совокупности обнаруженных метеоров, то даже в часы „пиков" численности могут быть допущены существенные погрешности в определении некоторых параметров потока. Если же расчеты производятся в предположении, что все эхо-сигналы являются результатом нормального отражения радиоволн от ионизированных следов, то погрешности могут еще больше возрасти.

Поэтому при наблюдении на Х~10 м в ряде случаев необходимо выделить нормальные отражения от метеоров потока.

Для этой цели можно воспользоваться простым соотношением между угловыми координатами нормально-отражающего участка метеорного следа и зенитным расстоянием радианта метеорного потока

Как следует из рис. 1,

//-/?• ьтр, (1)

где А—высота участка метеорного следа (над уровнем земли), нормально отражающего радиоволны (точка М на рис. 1); /?—наклонная дальность от локатора до следа (по нормали); р —угол места.

1.52

Высоту h можно определить и другим образом

// R • cos О • sin7,

где '/- зенитное расстояние радианта потока; И—угол в плоскости эхо ¡1], отсчитываемый от направления О А до ОМ; ОА линия пересечения плоскости эхо с плоскостью, проходящей через точку расположения локатора (О), радиант и зенит.

Рис. 1. Связь между а и отражающего центра метеора и зенитным расстоянием радианта -/_• направление на радиант потока. х- зенит; П—плоскость эхо (то есть плоскость, перпендикулярная направлению на радиант); Г —горизонтальная плоскость; М—точка пересечения метеорного следа с плоскостью эхо; О—точка расположения радиолокатора; О А — линия пересечения плоскости эхо с плоскостью, проходящая через зенит, радиант и точку расположения радиолокатора (О): в-угол в плоскости эхо, отсчитываемый от линии ОА до направления ОМ.

Кроме того, как видно из рис. 1,

ОБ R • cosH

OR

cos7 R • cos p - cosa,

где a—азимут.

Из (1) и (2) получим

sin В — sin 7 • cosO.

Из (3) и (4)

cos 3 • cos a — cos В • cos 7.

(3)

(4)

(5)

(6)

Разделив (5) на (6), получим связь между углом места и азимутом нормально-отражающего центра метеорного следа и зенитным расстоянием радианта потока:

1егЭ

cos a

tgz

(7)

Зная координаты радианта потока, находим '/.{Ь). Измерив угловые координаты отражающего центра (а и ,8), проверяем, удовлетворяется ли условие нормального отражения радиоволн (7) для данного потока.

Отражения, не удовлетворяющие условию (7), относим к спорадическому фону, другим потокам, а также к ненормальным отражениям от метеоров данного потока.

Однако уравнение (7) является необходимым, но не достаточным условием принадлежности метеора данному потоку. Действительно, условию (7) будут удовлетворять также метеоры других потоков

1г>3

и спорадические метеоры, зенитные расстояния радиантов которых в данный момент времени равны X.

Как легко убедиться, уравнению (7) могут удовлетворять все метеоры, направления на радианты которых являются образующими конуса с вершиной в точке наблюдения, осью, направленной в зенит, и углом при вершине равным 2 У. (рис. 2).

I

I

Рис. 2. Геометрическое место возможных направлений на радианты (при данном х), для которых удовлетворяется условие (7), z—зенит; Л— точка расположения локатора; Л—горизонтальная плоскость-, у —зенитное расстояние радианта.

Поэтому при использовании слабонаправленных антенн следует воспользоваться дополнительными признаками, а именно:

а) (8)

б) а = ьр 4- тс ± Аа, (9)

где %р— азимут радианта данного потока; Аа—угол (зависящий от I и дальности действия локатора), равный нескольким десяткам градусов.

Опознавание метеоров потока весьма существенно облегчается, если измеряются скорости метеоров. Это позволяет также отсеять ненормальные отражения, удовлетворяющие условиям (7), (8) и (9), так как такие отражения не дают дифракционных картин.

Таким образом, опознавание метеоров потока можно производить следующим образом.

Вначале производим предварительный отбор:

1) исключаем из рассмотрения метеоры, азимуты которых лежат вне сектора а^а^ + 7с± А а;

2) из оставшихся —удаляем измерения с ß > '/;

3) исключаем отражения, не удовлетворяющие условию

t,r / •

Ь ' / 7 ч

COS а (/ )

4) исключаем ненормальные отражения, удовлетворяющие условиям (7)—(9), по отсутствию дифракционных картин.

Отобранные таким образом метеоры относим к данному потоку.

ЛИТЕРАТУРА

1. Т. R. Kaiser. Radio-echo studies of meteor ionization, J. Adv. Phvs, v. 2, N 8, p. 495, 1953.