什么是电离层不均匀体?

[拼音]：dianliceng bujunyunti

[外文]：ionospheric irregularity

出现在规则电离层中的不同电离密度的云块状结构，其电子密度高于或低于周围介质的平均电离密度，电子密度的最大相对变化通常只有百分之几，个别情况或小区域内可达百分之十至二十。不均匀体的形状和大小是指电离等值面的平均形状和大小，通常它是各向异性的。因此大小常指某特定方向上的尺度。不均匀体的尺度谱很宽，大的可达几千公里，小的只有20～30厘米。不同尺度的不均匀体的形成机制是不同的，它对无线电波传播的影响也各不相同。对多数电子系统来说，这些影响通常是有害的。因此，设计无线电系统时，必须尽量考虑减少不均匀体的影响。

大气重力波所引起尺度较大的不均匀体，称为电离层行扰。其形状与波矢量有关，最大尺度可达几千公里，最小的为几十公里。它可改变频段很宽的无线电波的射线轨道和传播时延；在通信、授时、定向定位和导航系统中引起聚焦效应和折射误差；对中、短波还会引起多径现象。

电离层中经常存在尺度为几十米至几公里的小不均匀体，能引起中波与短波的快速衰落、甚高频段电波的前向散射和卫星信号的相位闪烁。这些传播效应是随机的，影响电子系统的精度。在100公里高度以下，小不均匀体是由大气湍流引起的；在100公里高度以上，是由流体不稳定性产生的等离子体湍流引起的。较强的流体不稳定性还会引起中纬度地区的Es层和扩展F层现象。

电离层等离子体不稳定性会引起尺度较小的不均匀体。在垂直地磁场的方向上，尺度最小的只有20～30厘米，它可在赤道和极区引起Es层和扩展 F层现象、甚高频段电波跨赤道远距离传播、极区电波的散射耗散、米波至毫米波段卫星信号的闪烁、米波雷达的强后向散射，甚至在700～800公里高度上也出现羽柱状回波。这种不均匀体对空间电子系统常产生有害的影响。此外，极光粒子沉降会直接形成不均匀体；流星余迹也是一种不均匀体；电波加热会引起等离子体不稳定性和电波的非线性传播，还可能激发甚低频电磁波辐射；空间飞行器的动力扰动及其释放物也会引起电离不均匀体。这些人为因素引起的不均匀体对电子工程的影响正日益受到人们重视。