Ionosonda

Una ionosonda , o chirpsounder , es un radar especial para el estudio de la ionosfera . La tecnología básica de la ionosonda fue inventada en 1925 por Gregory Breit y Merle A. Tuve ^{[ 1 ]} y desarrollada posteriormente a finales de la década de 1920 por varios físicos prominentes, entre ellos Edward Victor Appleton . El término ionosfera y, por consiguiente, la etimología de sus derivados, fue propuesto por Robert Watson-Watt .

Una ionosonda consta de:

• Transmisor de radio de alta frecuencia (HF), sintonizable automáticamente en un amplio rango. Normalmente, la cobertura de frecuencia es de 0,5 a 23  MHz o de 1 a 40  MHz, aunque los barridos suelen limitarse a aproximadamente 1,6 a 12  MHz.
• Un receptor HF con capacidad de seguimiento que puede rastrear automáticamente la frecuencia del transmisor.
• Una antena con un patrón de radiación adecuado, que transmita bien verticalmente hacia arriba y sea eficiente en todo el rango de frecuencias utilizado.
• Circuitos digitales de control y análisis de datos.

El transmisor barre todo o parte del rango de frecuencias HF, emitiendo pulsos cortos. Estos pulsos se reflejan en diversas capas de la ionosfera, a alturas de 100 a 400 km (62 a 249 millas) , y sus ecos son recibidos por el receptor y analizados por el sistema de control. El resultado se muestra en forma de ionograma , un gráfico de la altura de reflexión (en realidad, el tiempo transcurrido entre la transmisión y la recepción del pulso) en función de la frecuencia portadora .  

Una ionosonda se utiliza para encontrar las frecuencias de operación óptimas para transmisiones o comunicaciones bidireccionales en el rango de alta frecuencia.

Un ionograma es una representación gráfica de los datos generados por una ionosonda; técnicamente, se podría decir que los datos utilizados para generar la representación son el ionograma, aunque a menudo se sobreentiende este término. Se trata de un gráfico que muestra la altura virtual de la ionosfera en función de la frecuencia. Los ionogramas suelen convertirse en perfiles de densidad electrónica. Los datos de los ionogramas pueden utilizarse para medir los cambios en la ionosfera terrestre provocados por fenómenos meteorológicos espaciales .

Nótese que en el ionograma anterior la leyenda se entiende mejor si se sustituyen "X-" y "X+" por "Vx-" y "Vx+", respectivamente. Estas se refieren a la reflexión vertical de tipo extraordinario. "Vo-" y "Vo+" se refieren a la reflexión ordinaria. Una onda reflejada ordinariamente se comporta como si no existiera un campo geomagnético.

ARTIST es el programa informático utilizado para "escalar" (deducir o calcular) los valores de los parámetros característicos que se muestran en la tabla de la izquierda. La versión que se muestra aquí es la "5", la más reciente a marzo de 2022. Ion2Png es el programa informático utilizado para crear la imagen del ionograma.

Un transmisor chirp es un transmisor de radio de onda corta que barre el espectro radioeléctrico de alta frecuencia (HF) de forma regular. Si se está monitorizando una frecuencia específica, se escucha un chirp (en modo CW o SSB ) cuando la señal pasa por ella. Además de su uso para sondear las propiedades ionosféricas , ^{[ 2 ]} estos transmisores también se utilizan en sistemas de radar de largo alcance . ^{[ 3 ]}

Se ha realizado un análisis de los transmisores existentes utilizando tecnología SDR . ^{[ 4 ]} Para una mejor identificación de los transmisores chirp se utiliza la siguiente notación: <frecuencia de repetición (s)>:<desplazamiento chirp (s)>, donde la frecuencia de repetición es el tiempo entre dos barridos en segundos y el desplazamiento chirp es el tiempo del primer barrido desde 0  MHz después de una hora completa en segundos. Si la frecuencia inicial es mayor que 0  MHz, el tiempo de desplazamiento se puede extrapolar linealmente a 0  MHz. ^{[ 2 ]}

• radar Duga
• Ionosonda Juliusruh
• Radar de dispersión incoherente
• Baliza de propagación de radio
• Contenido total de electrones
• Trevor Wadley#Ionosonde