観測によると、この電離層内の電子の存在密度は一定でなく、高さ方向の分布をみると電子密度がピーク値を示すところが幾つかあり、ところが幾つかあり、その高さや電子密度のピーク値は季節や時間によって変化する。代表的なその状態を示したのが図9・3 であって、ピークのところを下から順にD層、E層、F層(F₁とF₂に分かれる)という。

　

図9・3　電離層の構造

　

電離層の状態が昼夜や季節で、変化をするのは太陽からの放射線の変化によるものであって、太陽黒点の爆発等に起因する異常放射は電離層のじよう乱(電子密度の異常変化)となって電波の伝搬に影響を与える。

この電離層の中での電波の伝わり方を、電波の伝搬速度を位相速度と群速度に分けて考えると、電子密度が増加するにつれて位相速度が速くなり、群速度は遅くなる。自由空間を伝わる電波の速度は光速度と同じであるが、この光速度cと位相速度vの比が屈折率nとなる。すなわち

　

　

　

　

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