Возвратно-наклонное зондирование ионосферы непрерывным сигналом с линейной частотной модуляцией

Пространственно-распределённый ионозонд с линейной частотной модуляцией сигнала позволяет регистрировать сигналы, рассеянные земной поверхностью на больших удалениях от излучателя, даже при относительно малых мощностях передатчика. Экспериментальные исследования возвратно-наклонного зондирования ионосферы на базе многофункционального ионозонда с линейной частотной модуляцией сигнала, разработанного в ИСЗФ СО РАН, выявили потенциальные возможности таких систем для диагностики среды распространения. При мощности передатчика несколько киловатт можно получать качественные ионограммы возвратно-наклонного зондирования в пределах максимальной дальности одного скачка (3000-4000 км). Для анализа экспериментальных данных были разработаны алгоритмы расчёта характеристик сигналов возвратно-наклонного зондирования, включая амплитудную развёртку регистрируемого сигнала. Развиты методы диагностики декаметрового радиоканала по данным возвратно-наклонного зондирования, базирующиеся на выделении переднего фронта сигнала возвратно-наклонного зондирования при обработке и интерпретации ионограмм. Результаты выделения переднего фронта сигнала на ионограмме используются для расчёта максимальных применимых частот и характеристик траекторий наклонного распространения для заданных радиотрасс в секторе зондирования. Реализованы алгоритмы восстановления пространственного распределения электронной концентрации по данным возвратно-наклонного зондирования.

На английском языке

Backscatter ionospheric sounding by a continuous chirp signal

Ponomarchuk S.N., Grozov V.P., Ilyin N.V., Kurkin V.I., Oinats A.V., Penzin M.S., Podlesnyi A.V. and Tsedrik M.V.

A spatially distributed chirp ionosonde records signals scattered by the Earth's surface at long distances from the emitter, even with relatively low transmitter powers. Experimental studies of the ionosphere backscatter sounding (BS) based on the multifunctional chirp ionosonde developed at the Institute of Solar-Terrestrial Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (ISTP SB RAS) have revealed the potential of such systems for diagnosing the propagation medium. With a transmitter power of a few kilowatts, it is possible to obtain high-quality BS ionograms within the maximum range of one hop (3000-4000 km). For the analysis of experimental data, algorithms for calculating the characteristics of BS signals, including the amplitude sweep of the recorded signal, are developed. Methods for diagnosing the decameter radio channel using BS data, which are based on the isolation of the leading edge of the BS signal during the processing and interpretation of ionograms, are elaborated. The results of the signal leading edge isolation on the ionogram are used to calculate the maximum usable frequencies and trajectory characteristics of the oblique propagation for given radio paths in the sounding sector. Algorithms for inversion of the BS signal leading edge into the electron density are implemented.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2021_64_08_655

Пример ссылки для цитирования:

Пономарчук С.Н., Грозов В.П., Ильин Н.В., Куркин В.И., Ойнац А.В., Пензин М.С., Подлесный А.В., Цедрик М.В. Возвратно-наклонное зондирование ионосферы непрерывным сигналом с линейной частотной модуляцией // Изв. вузов. Радиофизика. 2021. Т. 64, № 8-9. C. 655–671.