Особенности характеристик регистрируемого сигнала на Иркутском радаре некогерентного рассеяния

Иркутский радар некогерентного рассеяния (ИРНР) является составным звеном мировой сети инструментов дистанционного зондирования ионосферы. Как и каждый подобный инструмент, ИРНР уникален в своем техническом исполнении, что определяет необходимость особого методического подхода к определению параметров исследуемой плазмы. Численное решение обратной задачи позволяет определять ионные и электронные температуры по статистическим характеристикам сигнала некогерентного рассеяния (НР) в ионно-звуковой линии. Такими характеристиками являются параметры первого нуля и первого лепестка реальной части автокорреляционной функции (АКФ) сигнала. В работе рассмотрен ряд систематических погрешностей, которые могут вносить существенные искажения в восстанавливаемый профиль температур, и предложены методы их устранения на этапе обработки сигнала. Для определения температур ионосферной плазмы АКФ сигнала необходимо преобразовать с помощью специальной весовой функции, которая зависит не только от формы зондирующего импульса и импульсной характеристики согласованного фильтра, но и от профиля мощности сигнала (Huuskonen et al., 1995). В этом состоит первая особенность ИРНР – линейная поляризация сигнала. Вследствие эффекта Фарадея в профиле мощности наблюдаются периодические затухания, что существенно влияет на вид весовой функции. Особое внимание уделено систематическим ошибкам, обусловленным когерентной составляющей сигнала обратного рассеяния – единственной погрешностью, способной сместить нули АКФ, что экспериментально наблюдается на ИРНР. Вероятно, когерентная составляющая проявляется как интегральный вклад турбулентности плазмы в исследуемом объеме. Такой эффект более характерен для высоких широт и чаще наблюдается на более низких частотах радаров НР (Diaz et al., 2010). Среди радаров НР, ИРНР работает в одном из самых низких диапазонов частот – 152-164 МГц. В работе предложена гипотеза, что сигнал НР в данном диапазоне частот достаточно чувствителен к влиянию турбулентности плазмы. Количественно вклад турбулентности можно оценить, исходя из определения параметров АКФ сигнала для двух чередующихся длительностей импульса.
Работа выполнена при поддержке гранта научной школы НШ - 6894.2016.5.