Propagation guidée le long d'un feuillet atmosphérique ou (plus particulièrement) exosphérique

Sommaire

L'auteur applique les théories classiques de la propagation dans un “conduit” troposphérique au problème général de la propagation le long d' un “feuillet” troposphérique, ionosphérique, ou plus particulièrement exosphérique, Ces méthodes permetteni de tenir compte de la courbure du feuillet et des variations transversales de l'indice de réfraction, et de déterminer les amplitudes minimales de ces variations d' indice pour lesquelles le guidage est possible, à une longueur d' onde fixée. Deux types de guidage sont mis en évidence: un guidage par réflexions successives au-dessous du feuillet, lie à la courbure, et un guidage à l' intérieur même du feuillet ou, par onde de surface, dans un “conduit” qui peut déborder de part et d' autre du feuillet. — L'auteur considère alors le cas particulier d' un feuillet exosphérique, correspondant à une augmentation locale de l' ionisation le long d' une ligne de force du champ magnétique terrestre. Il montre que, pour les ondes courtes, il peut y avoir guidage au-dessous du feuillet. Mais les conditions en sont relativement sévères. L'accroissement minimum nécessaire de l'ionisation locale est, pour 10 MHz, de l'ordre de 4% à une latitude géomagnétique de 40°, de 10% à 50°, et, de plus, les gradients d'ionisation à la base du feuillet doivent être fort élevés.— En ce qui concerne les ondes très longues (propagation des “siffleurs”), l'auteur ne considère dans cette première partie que le cas où la fréquence est très inférieure à la gyrofréquence. Le guidage est alors possible à l'intérieur du feuillet ou éventuellement par onde de surface. Les conditions à satisfaire (celles en particulier qui concernent l'accroissement minimum de l'ionisation locale) sont beaucoup moins critiques que pour les ondes courtes. — La généralisation au cas où la frérieure à la moitié de la gyrofréquence sera traitée dans la seconde partie. Tant que la fréquence est inférieure à la moitié de la gyrofréquence locale, le guidage reste possible à l'intérieur du feuillet ou éventuellement par onde de surface. L'étude de la vitesse de propagation (de groupe) le long du feuillet conduit à retrouver les résultats classiques concernant le spectre des “siffleurs” (y compris les “siffleurs en nez”). Mais l'on trouver aussi, your toute fréquence inférieure à la à la moitié de la gyrofréquence, une très faible variation locale de l'ionisation peut suffire théoriquement pour ce mode de propagation et la vitesse de groupe le long du feuillet est indépendante de la frépendante de la fréquence. L'auteur étudie les conditions d'amplification et d'excitation de ce mode par interaction avec des particules incidentes (amplification et oscillations à onde progressive, effect Cerenkov): transversalement au champ magnétique, les vitesses de particules nécessaires pour assurer le synchronisme avec la vitesse de phase sont relativement minimes, correspondant, pour des électrons, à des énergies aussi faibles que quelques électrons-volts ou même une fraction d'électron-volt. Lorsque la fréquence est supérieure à la moitié de la gyrofréquence, seul le guidage par réflexions au-dessus du feuillet reste possible. Les conditions de guidage deviennent alors semblables à celles du guidage à l'intérieur du feuillet aux fréquences plus basses, et la vitesse de propagation le long du feuillet est encore celle de la théorie classique de la propagation des “siffleurs”. La généralisation aux cas de fibres d'ionisation ou de feuillets ou fibres correspondant à des “trous” d'ionisation est immédiate. Les modes de propagation liés à la courbur et indiqués plus haut comme guidés au-dessus ou au-dessous du feuillet sont guidés au contraire à l'intérieur même d'un feuillet à “trou” d'ionisation; inversement le mode qui était guidé dans le feuillet est alors guidé au-dessous.