摘  要：现在每天有约10000架次的航班客机在我国上空飞行，我国的航天航空事业越来越大，空中交通也占据着重要的地位。电离层闪烁的特性会引起信号的幅度及相位的变化。本文使用对比的方法，对前期中纬和低纬的电离层闪烁特性的研究进行对比分析，从而得出中纬和低纬闪烁的相同点和不同点。对我国的通信、导航具有一定的理论价值。

关键词：电离层；低纬地区；中纬地区；闪烁特性

Comparison of the Scintillation Characteristics of Mid-latitude and Low-latitude in China

Abstract: Nowadays, there are approximately 10000 flights flying above in China. It is undisputed that China has made great achievements in aviation and space industry and thus air traffic has played an important role. The ionosphere scintillation will lead the change of signal amplitude and phase. This paper conducts contrastive analysis on the scintillation characteristics of ionosphere in mid-latitude and low-latitude through contrasts, and consequently reaches a conclusion of similarities and differences between flicker in mid-latitude and that in low-latitude. The research of this paper has the certain theoretical value for communication and navigation of China.

Key Words: Ionosphere; Low-latitude; Mid-latitude; Scintillation characteristics

引言

地球大气在约100公里以上的高层会受到太阳紫外线及X射线的改变而改变，因电离层中带的自由电子的浓度各不相同，就会产生散射和折射的起伏。电离层闪烁的特性会引起大地、空中的无线电波产生的信号幅度及相位的无规则起伏。闪烁会影响无线电的传播性能，使其性能下降，严重的则还会酿成系统信号中断，即卫星通信系统中断、导航系统中断、军事中常常用到的大地和空中目标物监测系统中断[1]。

目前国内关于电离层的研究才刚刚起步，且我国研究主要是针对单个区域进行研究，比如中部地区，南部地区，但是由于引起电离层闪烁的不规则体的漂移，势必会引起中部和南部地区的电离层闪烁存在相同点和不同点，但对两地区的对比研究尚未见报道，所以本文的出发点是通过前期对中纬地区和低纬地区已有的对电离层闪烁特性的研究进行对比分析，总结出由于季节因素的影响中、低纬地区电离层闪烁的变化[2]。

1. 电离层闪烁概述

地球的大气层按高度可以划分为5层，而电离层位于中间部分距地面高约100公里的区域。电离层定名的源由是鉴于该层有大量自由电子时时刻刻都处在被电离的状态。鉴于电离层大部分分子或原子都居于局部电离或完全电离的状态下，是一个不均匀的，凌乱的，不规则的介质。当无线电等信号穿过电离层时会发生散射折射等，影响着信号的传送和导航的失锁等现象[3]。

1.1 电离层的形成

大气层中距离大地较近的电离层，被称为地球跟外太空沟通的“心灵窗户”。并且还对无线电的通讯效果有着深远的影响，大气层是在距离地球表面100公里以上的地域，鉴于大气层受到地球以外的射线对大气中蕴含的分子和原子发生电离的影响，称作电离层。

大气层中之所以会有电离的形成，主要是由紫外线以及X射线引起的[4]。这两种射线是在太阳辐射过程中形成的。大气层中的分子和原子，在离大地不同的高度被太阳辐射而电离产生的紫外线、X射线还有所不同。使得电离后紫外线、X射线呈现出波段差异，因而产生了极值区，于是产生了电离层特有的层状构造。

1.2 电离层闪烁

离大地高度不同的电离层电子密度不同，呈现不规则体结构，当紫外线、X射线跨越这片不规则体时，会发生散射、折射等物理现象，振幅、相位就会随着散射、折射发生快速的起伏现象，即闪烁。闪烁指的是在接收信号的过程中由于受自由电子的影响而产生的或强或弱的变化情况，用S4的数值来表示[5]。