İYONKÜREDE DİKEY YAYILAN YÜKSEK FREKANSLI (HF) DALGALARIN GRUP HIZLARININ İNCELENMESİ

Abstract

Grup hızı, modüle edilmiş dalganın bir ortamdaki yayılma hızı, kırılma indeksine bağlı olarak değişmektedir. HF radyo dalgalarının iyonküredeki yayılmalarının incelenmesinde grup hızı önemlidir. İyonkürede dikey yayılan HF radyo dalgaları, elektronların diğer nötr ve yüklü parçacıklarla yaptığı çarpışmalarda sönümlendiğinden zayıflar. Çarpışmaların etkilediği HF dalgalarının kırılma indeksi, çarpışmaların ihmal edildiği kırılma indeksinden daha büyüktür. Bunun bir sonucu olarak farklı frekanslar ve modlardaki dalgaların iyonküredeki grup hızları ve yansıma yükseklikleri değişir. Bu çalışmada, dikey yayılan HF dalgalarının iyonküreye 80 km yükseklikte ve ışık hızında girdiği kabul edilerek grup hızları (Vg),3, 4,5,6 ve 7 MHz frekanslar ve Ordinari, ekstraordinari, sağa kutuplu ve sola kutuplu dalgalar için hesaplanmıştır. Değişimler, gündönümü ve ekinoks zamanlarına ve çarpışmaların ihmal edildiği ve edilmediği durumlara bağlı olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlarda, frekansa bağlı olarak grup hızlarının arttığı yüksek frekanslı dalgaların düşük frekanslı dalgalara göre daha üst yüksekliklere ulaştığı tespit edilmiştir. Ayrıca ortamın kırılma indeksini değiştiren çarpışmalarında grup hızlarını etkilediği görülmüştür. Bu durumun sonucu olarak çarpışmasız durum şartlarındaki grup hızlarının çarpışmalı ortamdaki grup hızlarından daha büyük olduğu hesaplanmıştır. Dalgaların grup hızları, frekanslarına ve ortamın şartlarına göre değişmektedir. Değişimlerin sebebi olarak zamanı, ortamın şartlarını ve çarpışmaların etkilerini sayabiliriz.

The group velocity, propagation velocity of the modulated wave in a medium, varies depending on refractive index. Group velocity is important for the investigation of the propagation of HF radio waves in the ionosphere. The vertically propagated HF radio waves in the ionosphere are weakened due to collision of the electrons with other neutral and charged particles. The refractive index of HF waves affected by collisions is greater than the refractive index at which collisions are neglected. As a result of this, the group velocities and reflection heights of the waves in different frequencies and modes vary in the ionosphere. In this study, it is assumed that the vertically propagated HF waves enter the ionosphere at an altitude of 80 km with speed of light and group velocities (Vg) were calculated for 3, 4, 5, 6 and 7 MHz frequencies and ordinary, extraordinary, right-hand, and left-hand waves. The variations are calculated based on the solstice and equinox times where the collisions are neglected or not. According to the results, it was found that group velocities increase depending on the frequency and high frequency waves reach higher heights than low frequency waves. In addition, the refractive index of the medium changing by the collisions also affect the group velocities. As a result of this situation, it was calculated that the group velocities without collision were greater than collisional medium. The group velocities of the waves vary according to their frequency and the conditions of the medium. The reasons for the variations are time, the conditions of the medium and the effects of the collisions.