Эхо с длительной задержкой

Эхо с длинной задержкой ( LDE ) — это радиоэхо , которое возвращается отправителю через несколько секунд после того, как произошла радиопередача. Задержки длительностью более 2,7 секунды считаются LDE. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} LDEs считаются аномальными и имеют ряд предположений о научном происхождении.

История

Это эхо впервые наблюдал в 1927 году инженер-строитель и радист-любитель Йорген Халс из своего дома недалеко от Осло , Норвегия . ^{[ 3 ]} Хальс неоднократно наблюдал неожиданное второе радиоэхо со значительной задержкой по времени после окончания основного радиоэха. Не сумев объяснить это странное явление, он написал письмо норвежскому физику Карлу Стермеру , объясняя это событие:

В конце лета 1927 года я неоднократно слышал сигналы голландской коротковолновой передающей станции PCJJ в Эйндховене. Одновременно с этим я слышал и эхо. Я слышал обычное эхо, которое огибает Землю с интервалом около 1/7 секунды, а также более слабое эхо примерно через три секунды после того, как исчезло основное эхо. Когда основной сигнал был особенно сильным, я предполагаю, что амплитуда последнего эха спустя три секунды составляла от 1/10 до 1/20 силы основного сигнала. Откуда исходит это эхо, я пока сказать не могу, могу только подтвердить, что действительно слышал его. ^{[ 4 ]}

Физик Бальтазар ван дер Поль ^{[ 5 ]} помог Хальсу и Стормеру исследовать эхо, но из-за спорадического характера эхо-событий и изменений временной задержки не нашел подходящего объяснения. ^{[ 6 ]}

Длиннозапаздывающие эхо время от времени слышались начиная с первых наблюдений в 1927 году и до наших дней.

Пять гипотез

Шлионский перечисляет 15 возможных естественных объяснений в двух группах: отражения в космическом пространстве и отражения в магнитосфере Земли. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Видмар и Кроуфорд предполагают, что пять из них являются наиболее вероятными. ^{[ 9 ]} Сверре Холм, профессор обработки сигналов Университета Осло, подробно описывает эти пять; ^{[ 10 ]} В итоге,

Каналирование в Земли магнитосфере и ионосфере на низких ВЧ частотах (1–4 МГц). ^{[ 11 ]} Некоторое сходство со свистунами .

Сигналы могут проходить через ионосферу, а затем передаваться в магнитосфере на расстояние нескольких радиусов Земли в противоположное полушарие, где они отражаются от верхней части ионосферы. Время прохождения туда и обратно зависит от геомагнитной широты передатчика и обычно находится в диапазоне 140–300 мс. Чем севернее станция, тем больше задержка. Из-за небольшой задержки это нельзя рассматривать как настоящее эхо с большой задержкой. Для полноты картины оно все еще включено сюда.

Радиоволны с частотой менее примерно 7 МГц могут захватываться в ориентированных по магнитному полю ионизационных каналах со значениями L (расстояние от центра Земли до силовой линии на магнитном экваторе) менее примерно 4. Эти волны после захвата могут распространяются в противоположное полушарие, где отражаются от верхней ионосферы. Они могут возвращаться по каналу, покидать его и распространяться к приемнику. ^{[ 12 ]}

Много раз путешествуйте по миру. Сигналы могут путешествовать вокруг Земли семь раз за одну секунду. Подобные сигналы также не редкость.

"Гудакр ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} сообщает, что он направил свою антенну в сторону горизонта и получил собственный сигнал частотой 28 МГц с задержкой примерно до 9 секунд... Его измерения подразумевают прохождение до 65 оборотов вокруг Земли». Вероятно, это верхний предел частоты для таких эффектов.

Самая популярная современная теория состоит в том, что радиосигналы улавливаются между двумя ионизированными слоями атмосферы , а затем многократно облетают мир, пока не выпадут из разрыва в нижнем слое. ( Распространение по воздуховодам между слоями воздуха в нижних слоях атмосферы — хорошо изученное явление. См. Распространение радиоволн .)

Преобразование мод: сигналы соединяются с плазменными волнами в верхней ионосфере.

Экспериментально исследованные Кроуфордом и др., они записали эхо с задержкой до 40 секунд на частоте 5–12 МГц. ^{[ 9 ]}^{[ 15 ]}

Сигналы от двух отдельных передатчиков Т1 и Т2, Т2, передающих непрерывные или квазинепрерывные сигналы, нелинейно взаимодействуют в ионосфере или магнитосфере. Если волновой вектор и частота вынужденных колебаний на разностной частоте двух сигналов удовлетворяют закону дисперсии для электростатических волн, такие волны будут существовать и начнут распространяться. Эта волна могла расти по амплитуде за счет взаимодействия волны с частицами. В более позднее время он может взаимодействовать с сигналом CW и распространяться на T1. ^{[ 16 ]}

Отражение от далеких плазменных облаков, исходящих от Солнца.

Фрейман ^{[ 17 ]} провел эксперименты на частоте 9,9 МГц и обнаружил несколько тысяч эхо-сигналов с задержкой до 16 секунд в моменты, когда солнечная плазма, вероятно, входила в магнитосферу.

Нелинейность в дополнение к преобразованию режима. Два передаваемых сигнала объединяются, чтобы создать разностную частоту, которая распространяется вместе с плазменной волной, а затем преобразуется обратно.

Это могло бы объяснить любительское эхо УКВ / УВЧ . Ханс Расмуссен обнаружил, что на частоте 1296 МГц эхо задерживается на 4,6 секунды. ^{[ 18 ]} и Юрек зафиксировал задержку в 5,75 секунды на частоте 432 МГц. ^{[ 19 ]}

Альтернативные гипотезы

Некоторые полагают, что активность полярных сияний , возникающих после солнечной бури источником LDE является .

Третьи полагают, что LDE представляют собой двойные отражения EME (EMEME), то есть сигнал отражается Луной , а отраженный сигнал отражается Землей обратно на Луну и снова отражается Луной обратно на Землю.

Обсуждая использование автоматических зондов в качестве потенциального средства контакта с внеземными цивилизациями , американский физик Рональд Брейсвелл предположил, что такие зонды могут попытаться привлечь внимание, отправляя нам наши собственные сигналы, ссылаясь на возможное эхо с длительной задержкой. ^{[ 20 ]} Эту концепцию расширил Дункан Лунан . ^{[ 1 ]} и также обратился к Холму. ^{[ 10 ]}

Обман

Фолькер Грассманн в статье для VHF Communications отметил возможность подделки LDE отдельными лицами, заявив: «Ни в коем случае нельзя исключать попытки обмана, и следует опасаться, что менее серьезные радиолюбители способствуют преднамеренной фальсификации... Короткие передачи с использованием использование разных частот — относительно простая процедура исключения потенциальных нарушителей спокойствия». ^{[ 6 ]} Чтобы уменьшить вероятность ошибок или мистификаций, была разработана всемирная система регистрации. ^{[ 21 ]}

См. также

Режим распространения

Примечания

^ Jump up to: ^а ^б [1] ARRL: Стэн Хорзепа, Radio Ghosts (неработающая ссылка. Используйте https://web.archive.org/web/20031105155129/http://www.arrl.org/news/features/2003/10/31/1 / )
^ ARRL: Стэн Хорзепа, Снова долгожданное эхо (неработающая ссылка. Используйте https://web.archive.org/web/20091112202151/http://www.arrl.org/news/features/2007/07/06/ 01/ )
^ Альв Эгеланд; Уильям Дж. Берк (20 октября 2012 г.). Карл Стермер: пионер полярного сияния . Springer Science & Business Media. стр. 103–. ISBN 978-3-642-31457-5 .
^ Карл Стормер, «Коротковолновое эхо и северное сияние», Nature, 122, 681, (1928).
^ Бальтус ван дер Пол, «Коротковолновое эхо и северное сияние», Nature, 122, 878–879 (1928).
^ Jump up to: ^а ^б [2] В. Грассман, Длительно запаздывающее радиоэхо, Наблюдения и интерпретации, УКВ-связь, вып. 2, стр. 109–116, 1993.
↑ Краткое изложение Сверре Холма, 15 возможных объяснений Шлионского давно задержанного эха.
^ А. Г. Шлионский, "Радиоэхо с многосекундными задержками", Телекоммуникации. и радиотехника, том 44, № 12, стр. 48–51, декабрь 1989 г.
^ Jump up to: ^а ^б Р. Дж. Видмар и Ф. В. Кроуфорд, «Длительно запаздывающее радиоэхо: механизмы и наблюдения», Журнал геофизических исследований, том. 90, нет. А2, стр. 1523–1530, февраль 1985 г.
^ Jump up to: ^а ^б Сверре Хольм, Пять наиболее вероятных объяснений длительно запаздывающего эха
^ Сверре Холм, Необычные явления распространения ВЧ - MDE
^ [Малдрю, Д.Б., Генерация эхо-сигналов с большой задержкой, Журнал геофизических исследований, 84, 5199–5215, 1979; Виллард-младший, GO (W6QYT), Д.Б. Малдрю и Ф.В. Ваксхэм (K7DS), Магнитосферный эхо-бокс - объяснение типа долгозапаздывающего эха, QST, 11-14, октябрь 1980 г.]
^ AK Goodacre (VE3HX), «Наблюдения эхо-сигналов с длительной задержкой на частоте 28 МГц», QST, март 1980 г., стр. 14–16.
^ AK Goodacre (VE3HX), «Некоторые наблюдения беспроводных эхосигналов с большой задержкой в любительском диапазоне 28 МГц», Journal of Geophysical Research, Vol. 85, № А5, стр. 2329–2334, май 1980 г.
^ Ф. В. Кроуфорд, Д. М. Сирс, Р. Л. Брюс, «Возможные наблюдения и механизм очень долго задержанных радиоэхо», Журнал геофизических исследований, космическая физика, том. 75, нет. 34, стр. 7326–7332, декабрь 1970 г.
^ [Малдрю, Д.Б., Генерация эхо-сигналов с большой задержкой, Журнал геофизических исследований , 84, 5199–5215, 1979.
^ Р.В. Фрейман, «Измерения долгозадержных радиоэхо в авроральной зоне», Geophysical Research Letters, Vol. 8, № 4, стр. 385–388, апрель 1981 г.
^ HL Rasmussen (OZ9CR), «Призрачное эхо на пути Земля-Луна», Nature, Vol. 257, с. 36, 4 сентября 1975 г.
^ Дж. Юрек (K3PGP), «Отголоски: любительское наблюдение и профессиональный ответ», QST, 62, стр. 35–36, май 1978 г.
^ Брейсвелл, Р.Н. (1960). «Сообщения высших галактических сообществ». Природа . 186 (4726): 670–671. Бибкод : 1960Natur.186..670B . дои : 10.1038/186670a0 . S2CID 4222557 .
^ Автоматизированное обнаружение эхо с длительной задержкой.

Ссылки

Дж. Деллинджер, «Наблюдения за радиоэхо с большой задержкой», ST, 8, 42, 88 (1934).
К. К. Бадден, С. К. Йейтс, «Поиск радиоэхо с большой задержкой», Журнал физики атмосферы и Земли, 2, 272–281, 1952).
О.Г. Виллард-младший, А.Ф. Фрейзер-Смит, Р.Т. Кассан, «ЛДЭ, мистификации и гипотеза космического повторителя», ST, 55, 54–58 (1971).
А. Т. Лоутон, С. Дж. Ньютон, «Длительное эхо: поиск решения», Spaceflight, 16, 181–187, 195 (1974).
Джордж Сассун, «Корреляция радиоэхо с большой задержкой и орбитой Луны», Spaceflight, 16, 258–264 (1974).
О.Г. Виллард (W6QYT), Д.Б. Малдрю и Ф.В. Ваксхэм (K7DS), «Магнитосферный эхо-бокс – объяснение типа долгозапаздывающего эха», QST, октябрь 1980 г., стр. 11–14.
Г. Т. Голдстоун и Г. Р. А. Эллис, «Наблюдения эхосигналов частотой 1,91 МГц от точки магнитного сопряжения после распространения через магнитоионный канал», Труды Астрономического общества Австралии, том. 6, нет. 3, 1986, с. 333-335
Эллис, GRA и GT Голдстоун, «Наблюдения за долгозапаздывающим эхом», Журнал физики атмосферы и Земли, т. 49, № 10 (1987), стр. 999–1005.
П. Мартинес (G3PLX), «Длинно запаздывающие эхо, исследование эхо-сигналов магнитосферных каналов 1997–2007 гг.», Radcom, октябрь 2007 г., стр. 60–63.
Дункан А. Лунан, Космический полет «Космического зонда с Эпсилон Боотиса» , 16:122-31 (апрель 1973 г.)

Малдрю, Д.Б., Генерация эхо-сигналов с большой задержкой, Журнал геофизических исследований, том. 84, 5199–5215, 1979.

Внешние ссылки

[arrl.org-1] Jump up to: ^а ^б [1] ARRL: Стэн Хорзепа, Radio Ghosts (неработающая ссылка. Используйте https://web.archive.org/web/20031105155129/http://www.arrl.org/news/features/2003/10/31/1 / )

[2] ARRL: Стэн Хорзепа, Снова долгожданное эхо (неработающая ссылка. Используйте https://web.archive.org/web/20091112202151/http://www.arrl.org/news/features/2007/07/06/ 01/ )

[EgelandBurke2012-3] Альв Эгеланд; Уильям Дж. Берк (20 октября 2012 г.). Карл Стермер: пионер полярного сияния . Springer Science & Business Media. стр. 103–. ISBN 978-3-642-31457-5 .

[4] Карл Стормер, «Коротковолновое эхо и северное сияние», Nature, 122, 681, (1928).

[5] Бальтус ван дер Пол, «Коротковолновое эхо и северное сияние», Nature, 122, 878–879 (1928).

[grass-6] Jump up to: ^а ^б [2] В. Грассман, Длительно запаздывающее радиоэхо, Наблюдения и интерпретации, УКВ-связь, вып. 2, стр. 109–116, 1993.

[7] Краткое изложение Сверре Холма, 15 возможных объяснений Шлионского давно задержанного эха.

[8] А. Г. Шлионский, "Радиоэхо с многосекундными задержками", Телекоммуникации. и радиотехника, том 44, № 12, стр. 48–51, декабрь 1989 г.

[vc85-9] Jump up to: ^а ^б Р. Дж. Видмар и Ф. В. Кроуфорд, «Длительно запаздывающее радиоэхо: механизмы и наблюдения», Журнал геофизических исследований, том. 90, нет. А2, стр. 1523–1530, февраль 1985 г.

[Holm-10] Jump up to: ^а ^б Сверре Хольм, Пять наиболее вероятных объяснений длительно запаздывающего эха

[11] Сверре Холм, Необычные явления распространения ВЧ - MDE

[12] [Малдрю, Д.Б., Генерация эхо-сигналов с большой задержкой, Журнал геофизических исследований, 84, 5199–5215, 1979; Виллард-младший, GO (W6QYT), Д.Б. Малдрю и Ф.В. Ваксхэм (K7DS), Магнитосферный эхо-бокс - объяснение типа долгозапаздывающего эха, QST, 11-14, октябрь 1980 г.]

[13] AK Goodacre (VE3HX), «Наблюдения эхо-сигналов с длительной задержкой на частоте 28 МГц», QST, март 1980 г., стр. 14–16.

[14] AK Goodacre (VE3HX), «Некоторые наблюдения беспроводных эхосигналов с большой задержкой в любительском диапазоне 28 МГц», Journal of Geophysical Research, Vol. 85, № А5, стр. 2329–2334, май 1980 г.

[15] Ф. В. Кроуфорд, Д. М. Сирс, Р. Л. Брюс, «Возможные наблюдения и механизм очень долго задержанных радиоэхо», Журнал геофизических исследований, космическая физика, том. 75, нет. 34, стр. 7326–7332, декабрь 1970 г.

[16] [Малдрю, Д.Б., Генерация эхо-сигналов с большой задержкой, Журнал геофизических исследований , 84, 5199–5215, 1979.

[17] Р.В. Фрейман, «Измерения долгозадержных радиоэхо в авроральной зоне», Geophysical Research Letters, Vol. 8, № 4, стр. 385–388, апрель 1981 г.

[18] HL Rasmussen (OZ9CR), «Призрачное эхо на пути Земля-Луна», Nature, Vol. 257, с. 36, 4 сентября 1975 г.

[19] Дж. Юрек (K3PGP), «Отголоски: любительское наблюдение и профессиональный ответ», QST, 62, стр. 35–36, май 1978 г.

[20] Брейсвелл, Р.Н. (1960). «Сообщения высших галактических сообществ». Природа . 186 (4726): 670–671. Бибкод : 1960Natur.186..670B . дои : 10.1038/186670a0 . S2CID 4222557 .

[21] Автоматизированное обнаружение эхо с длительной задержкой.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]