Lineer elektron dağılımında iyonosfer dalgaları

Abstract

Çalışma üç bölüm olarak ele alınmıştır. Birinci bölüm Helmholtz denkleminin yaklaşık çözümünü ve yörünge denkleminin çıkarılışını ihtiva eder. Fakat iyonosfer radyo ve telsiz frekanslarında izotrop fakat homo­jen olmayan bir ortam gibi davranır. Kısaca yapılmış olan yaklaşık çözüm de elektrik sabitinin bir yönde yavaşça değiştiği, ortamınsa izotrop ve ka­yıpsız olduğu düşüncesiyle dalga denklemi için gerçekleştirilmiştir. Elek­tron yoğunluğu ve kırılma indisi yalnız yüksekliğin bir fonksiyonudur. İyonosferin elektriksel bakımdan yükseklikle yavaşça değişen bir ortamda yayılımında Helmholtz denkleminin çözümünde yaklaşıklık yapılarak (E,H) alan bileşenleri bulunmuştur. Düzlemsel dalgalar yerine yer yüzeyine çok yakın ve yere paralel bir çizgisel anten ele alınarak bu düzlemsel dalgaların açı­sal spekturumu olarak sonsuz tane düzlemsel dalganın meydana getirdiği alan gözönüne alınarak integral olarak ifade edilebilir. Bu integralin fazı semer noktasında sıfır yapılarak iyonosferde e.m.d 'nin ışın yolları ifade edi­lebilir. Buradan e.m.d 'nin yörünge denklemi bulunmuş, örnek olarak lineer profil ve normal profil olmak üzere dalga paketinin yörünge denklemi hesap­lanmıştır. Bu bölüme ilave olarak da lineer profil için yaklaşıklıklar tartışılmış, diferansiyel çözümlerde yapılan yaklaşık çözümler açıklanmıştır. İkinci bölüm Helmholtz denkleminin kesin çözümünü, kesin çözümdeki yaklaşıklığı ve yansıma katsayısını ihtiva eder. Kesin çözümde elektron çarpışmaları ihmal edilerek, iyonosfer başlangıcının yeryüzünden h0 yüksekliğinde olduğu ve elektron yoğunluğunun yüksek­likle lineer olarak arttığı kabul edilmiştir. Kesin çözümde Airy diferansiyel eşitliğiyle karşılaşıldığı için Airy fonksiyonunun integral ifadeleri ve asimptotik açınımları kullanılmıştır. Kesin çözümden yansıma katsayısı (R) na geçilerek yansıma katsayısı bulunmuştur. Üçüncü bölümde lineer profil için menzil denkleminden ışın yollarını veren grafik ve normal profil içinde hem simpson yöntemiyle integral hesabı yapılmış ve hem de menzil ve 0 arasındaki ilişkiyi belirleyeli grafik bilgisayar yardımıyla çizdirilmiştir. Lineer profil için grafik çiziminde GW Basic, normal profilde ise, integral hesabında Fortran IV (Wordstor), grafik çizimizdeyse gene GW Basic kullanılmıştır. Ekler bölümünde Airy fonksiyonu incelenmiş ve birinci nevi Airy fonksiyonunun asimptotik hesabı yapılmıştır. Gene ekler bölümünde stokes diferensiyel eşitliği için; stokes eşitliklerinin sabit integrallerle çö­zümü, stokes teorisinde sabitlerin süreksizliği, stokes diyagramı ve Furrynin stokes eşitliği için stokes sabitlerinin elde edilmesi ayrıntılı olarak incelenmiştir.