Модель сигнала обратного рассеяния для Иркутского радара некогерентного рассеяния

Модель сигнала обратного рассеяния для Иркутского радара некогерентного рассеяния

Автор: Ташлыков В.П., Медведев А.В., Васильев Р.В.

Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika

Статья в выпуске: 2 т.4, 2018 года.

Бесплатный доступ

В работе представлена математическая модель сигнала обратного рассеяния и предложена методика решения обратной задачи определения температур ионосферной плазмы по данным Иркутского радара некогерентного рассеяния (ИРНР). Проверка решения обратной задачи осуществляется путем постановки прямой задачи рассеяния сигнала и ее моделирования с помощью метода Монте-Карло. В построенную модель рассея-ния сигнала можно вводить известные источники систематической погрешности, что позволяет оценить, в каких приближениях возможно корректное восстановление температур. Поиск и методическое устранение таких погрешностей, которые искажают получаемые профили температур, являются главной задачей данного исследования. Представлены также результаты апробации разработанного метода восстановления температур на экспериментальных данных ИРНР. Данная модель сигнала обратного рассеяния совместно с экспериментальными данными ИРНР может быть использована для валидации методов определения других параметров ионосферной плазмы.

Еще

Ионные и электронные температуры, метод некогерентного рассеяния, некорректные обратные задачи

Короткий адрес: https://sciup.org/142220286

IDR: 142220286   |   DOI: 10.12737/szf-42201805

Список литературы Модель сигнала обратного рассеяния для Иркутского радара некогерентного рассеяния

  • Васильев Р.В., Артамонов М.Ф., Белецкий А.Б. и др. Регистрация параметров верхней атмосферы Восточной Сибири при помощи интерферометра Фабри-Перо KEO Scientific "Arinae"//Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 3. С. 70-87 DOI: 10.12737/szf-33201707
  • Жеребцов Г.А., Заворин A.B., Медведев A.B. и др. Иркутский радар некогерентного рассеяния//Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47, № 11. С. 1339-1345.
  • Медведев А.В. Развитие методов и аппаратных средств радиофизических исследований верхней атмосферы Земли на Иркутском радаре некогерентного рассеяния: дисс. докт. физ.-мат. наук: 01.04.03. Иркутск, 2014. 225 с.
  • Рогожкин E.B. Измерение параметров ионосферной плазмы по корреляционной функции сигнала некогерентного рассеяния//Ионосферные иссл. 1979. Т. 27. С. 46-59.
  • Шеффилд Дж. Рассеяние электромагнитного излучения в плазме. Атомиздат, 1978. 279 с.
  • Alsatkin S.S., Medvedev A.V., Kushnarev D.S. Analyzing the characteristics of phase shift keyed signals applied to the measurement of an electron concentration profile using the radiophysical model of the ionosphere//Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49, N 7 (Special Iss. 1). P. 1022-1027
  • DOI: 10.1134/S0016793209070305
  • Berngardt O.I., Kushnarev D.S. Effective subtraction technique at the Irkutsk Incoherent Scatter Radar: Theory and experiment//J. Atmosph. Solar-Terr. Phys. 2013. V. 105-106. P. 293-298
  • DOI: 10.1016/j.jastp.2013.03.023
  • Berngardt O.I., Potekhin A.P. Radar equations in the radio wave backscattering problem//Radiophysics and quantum electronics. 2000. V. 43, iss. 6. P. 484-492
  • DOI: 10.1007/BF02677176
  • Dougherty J.P., Farley D.T. A theory of incoherent scatter of radio waves by a plasma//J. Geophys. Res. 1963. V. 66, N 19. P. 5473-5486.
  • Evans J.V. Theory and practice of Ionosphere study by Thomson scatter radar//Proc. IEEE. 1969. V. 57, N 4. P. 496-530
  • DOI: 10.1109/PROC.1969.7005
  • Farley D.T. Incoherent scatter correlation function measurements//Radio Sci. 1969. V. 4, N 10. P. 935-953
  • DOI: 10.1029/RS004i010p00935
  • Holt J.M., Rhoda D.A., Tetenbaum D., van Eyken A.P. Optimal analysis of incoherent scatter radar data//Radio Sci. 1992. V. 27, N 3. P. 435-447
  • DOI: 10.1029/91RS02922
  • Hysell D.L., Rodrigues F.S., Chau J.L., Huba J.D. Full profile incoherent scatter analysis at Jicamarca//Annales Geophysicae. 2008. V. 26, iss. 1. P. 59-75
  • DOI: 10.5194/angeo-26-59-2008
  • Kudeki E., Milla M.A. Incoherent scatter radar -spectral signal model and ionospheric applications. Doppler Radar Observations -Weather Radar, Wind Profiler, Ionospheric Radar, and Other Advanced Applications. InTech, 2012, Chap. 16, pp. 377-406. 10.5772/2036
  • DOI: :10.5772/2036
  • Lehtinen M.S. Statistical theory of incoherent scatter radar measurements: Ph.D. Thesis. University of Helsinki, 1986, pp. 25-28.
  • Potekhin A.P., Medvedev A.V., Zavorin A.V., et al. Recording and control digital systems of the Irkutsk Incoherent Scatter Radar//Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49, iss. 7. P. 1011-1021
  • DOI: 10.1134/S0016793209070299
  • Ratovsky K.G., Dmitriev A.V., Suvorova A.V., Shcherbakov A.A., Alsatkin S.S., Oinats A.V. Comparative study of COSMIC/FORMOSAT-3, Irkutsk Incoherent Scatter Radar, Irkutsk Digisonde and IRI model electron density vertical profiles//Adv. Space Res. 2017. V. 60. P. 452-460
  • DOI: 10.1016/j.asr.2016.12.026
  • Shpynev B.G. Incoherent scatter Faraday rotation measu-rements on a radar with single linear polarization//Radio Sci. 2004. V. 39, N 3. P. 1-8
  • DOI: 10.1029/2001RS002523
  • Tarantola A. Inverse Problem Theory. 1st Edition. New York, Elseiver Science, 1987, 644 p.
  • URL: http://hpc.icc.ru (дата обращения 22 мая 2018 г.).
  • URL: http://ckp-rf.ru/usu/77733/(дата обращения 22 мая 2018 г.).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp