佘承莉 於 晓 罗伟华 冯 健 甄卫民

(1.中国电波传播研究所,山东 青岛266107;2.武汉大学电子信息学院,湖北 武汉430079)

1.引 言

电离层作为卫星信号传播的特殊媒介,对卫星通讯与导航定位等空间活动有着十分重要的意义。特别是由于电离层不规则体的存在,导致无线电波穿过电离层时发生闪烁,给依赖无线电波传播的空间活动带来严重影响,其影响从短波一直扩展到通信卫星和全球定位系统(GPS)的L波段和广播卫星的C波段[1]。电离层不规则体的空间尺度从几米到上千公里,持续的时间长度也因所处的纬度和季节等因素而有所不同。扩展F即是一种发生在电离层F区的不规则体,多见于赤道及低纬地区,主要包括等离子体泡、羽状不规则体和底部正弦型不规则体等多种形态[2-3]。基于测高仪、VHF雷达和卫星数据,我们可以得到等离子体泡的形态特征、上升过程及其空间分布[4]。

有关扩展F生成和发展的物理机制,已经有许多理论分析和数值模拟研究。一般认为,扩展F是由等离子体不稳定性造成的,日落以后,当F层底部存在一定幅度的密度扰动时,如果F层底部电子密度梯度足够大且F层峰值高度足够高,在赤道地区,R-T不稳定性[5]导致密度扰动不断增长,形成不规则体;在中纬地区,Perkins不稳定性[6]导致不规则体生成;随后,在E ×B模的作用下,不规则体向上抬升,形成泡状的等离子体耗尽区,即等离子体泡,最后到达并穿过F层峰值高度,等离子体泡基本上沿磁通量管的方向分布,同时向磁赤道两边延伸[4,7]。……