Ein Ionogramm ist eine grafische Darstellung der von einer Ionosonde gesammelten Daten und zeigt den Zusammenhang zwischen der Frequenz der in die Ionosphäre übertragenen Radiowellen und der Zeit, die diese Wellen benötigen, um zurück zum Boden reflektiert zu werden. Das Ionogramm stellt die reflektierten Signale als Kurven oder Spuren dar, mit der Frequenz auf der horizontalen Achse und der virtuellen Höhe (berechnet aus der Signallaufzeit) auf der vertikalen Achse.
Bei der Verwendung eines Ionogramms werden die Eigenschaften der Ionosphäre analysiert, einschließlich der Elektronendichte und der Höhen verschiedener ionosphärischer Schichten. Diese Informationen sind für Anwendungen in der Funkkommunikation, Navigation und Weltraumwettervorhersage von entscheidender Bedeutung. Ionogramme helfen Wissenschaftlern und Ingenieuren zu verstehen, wie sich Radiowellen durch die Ionosphäre ausbreiten, und können Veränderungen vorhersagen, die sich auf die Signalübertragung auswirken könnten.
Um ein Ionogramm zu lesen, schauen Sie zunächst auf die horizontale Achse, die die Frequenz der übertragenen Radiowellen darstellt. Die vertikale Achse stellt die virtuelle Höhe dar, die dem Reflexionspunkt der Ionosphäre entspricht. Die Spuren oder Kurven im Ionogramm deuten auf die Reflexion von Radiowellen unterschiedlicher Frequenzen hin. Die höchste Frequenz, bei der eine klare Reflexion beobachtet wird, ist die kritische Frequenz, während Form und Struktur der Kurven Aufschluss über die ionosphärischen Schichten und deren Dichten geben.
Das Funktionsprinzip einer Ionosonde besteht darin, eine Reihe hochfrequenter Radiowellen vertikal in die Ionosphäre zu senden. Während diese Wellen nach oben wandern, treffen sie auf unterschiedliche Elektronendichten. Einige Frequenzen werden vom Boden reflektiert, während andere durch verschiedene Schichten der Ionosphäre dringen. Durch Messung der Zeit, die die reflektierten Wellen benötigen, um zurückzukehren, kann die Ionosonde die virtuelle Höhe der Reflexionspunkte bestimmen, die dann zur Erstellung eines Ionogramms verwendet wird.
Bei der Messung einer Ionosonde wird die Verzögerung zwischen dem Senden und Empfangen von Radiowellen aufgezeichnet, die von der Ionosphäre reflektiert werden. Diese Verzögerung wird zur Berechnung der virtuellen Höhe der ionosphärischen Schichten verwendet. Die Ionosonde sendet Radiowellenimpulse mit unterschiedlichen Frequenzen und die reflektierten Signale werden analysiert, um ein Ionogramm zu erstellen, das ein detailliertes Profil der elektronischen Dichte und Struktur der Ionosphäre liefert.