Радар Сура-WIND: исследование нелинейных эффектов при просвечивании ионосферы короткими радиоволнами

Представлены результаты экспериментов по приёму КВ-сигналов передающего стенда НИРФИ "Сура" на космическом аппарате NASA WIND, выполненных в дневное время летних сезонов 1997-1998 гг. Исследовалась зависимость энергетических и статистических характеристик коротких радиоволн от мощности зондирующего излучения. Установлено, что при вариациях эффективной мощности КВ излучения в широких пределах от приблизительно 40 кВт до 160 МВт явления, наблюдаемые в принимаемом на борту WIND излучении (фокусировки, мерцания, частотные девиации сигналов), как правило, не зависят от режима работы стенда "Сура". Вместе с тем отмечено уширение диаграммы направленности стенда и уменьшение среднего уровня принимаемого излучения в направлении максимума диаграммы на величину до 6 дБ при максимальной мощности излучения стенда. Результаты эксперимента сопоставлены с современными представлениями об эффектах самофокусировочной неустойчивости и нелинейной дефокусировки коротких радиоволн в ионосферной плазме.

We present experimental results on receiption of VHF signals of the transmitting facility "Sura" of Radiophysical Research Institute by NASA spacecraft WIND. The experiments were performed during daytime on summer seasons of 1997-1998. Dependence of power and spectral characteristics of the VHF radio waves on power of the sounding radiation is analyzed. We find that, in wide range of effective power of the VHF radiation from about 40 kW to 160 MW, the phenomena observed in the radiation received onboard WIND (such as focusings, scintillations, or frequency deviations of signals) does not usually depend on the operation mode of the "Sura" facility. At the same time, broadening of the radiation pattern of the facility and decrease of mean level of the received signal by about 6 dB toward the direction of maximum of the radiation pattern were observed at the peak radiation power of the facility. The experimental results are compared with to-date ideas on effects of self-focusing instability and nonlinear defocusing of VHF radio waves in the ionospheric plasma.