Бернгардт О.И.
Фёдоров Р.Р.
 Статья на сайте eLibrary

На основе анализа данных двух радаров когерентного рассеяния ИСЗФ СО РАН показано, что они регистрируют значительное (до 35 %) количество сигналов, поступающих из заднего лепестка диаграммы направленности антенны, которые ранее не учитывались при автоматической обработке данных. Сложность такого анализа связана с неопределённостью расчёта угла места принимаемых сигналов (разнесение между двумя линейными решётками антенн превышает длину радиоволны). В статье обсуждается быстрый и простой метод обнаружения таких сигналов заднего лепестка, основанный на пороговой обработке угла места принимаемых радиоволн. На основе моделирования и байесовского подхода рассчитан оптимальный пороговый угол места, минимизирующий ошибки разделения сигналов на главные и задние лепестки. Для радара EKB он равен 28°, для радара MAGW - 38°. Наличие эффекта и его значимость на радаре MAGW впервые доказаны прямыми измерениями угла места специально развёрнутой антенной решёткой, перпендикулярной двум другим антенным решёткам радара. Оптимальность порогового угла места впервые доказана анализом трассировки лучей всех сигналов, наблюдаемых радарами в 2021 году, а не только традиционно используемых сигналов рассеяния от земной поверхности. На основе этих экспериментальных результатов впервые доказано, что найденный пороговый угол места является оптимальным углом для разделения сигналов на интерпретируемые и неинтерпретируемые с точки зрения распространения радиоволн в главном луче. Впервые приведена статистика наблюдений сигналов вне главного лепестка диаграммы направленности радаров MAGW и EKB ИСЗФ СО РАН.

На английском языке
Signals scattered in the main and back lobes of the antenna pattern of ISTP SB RAS coherent scatter radars
Berngardt O.I. and Fedorov R.R.

Based on the analysis of data from two ISTP SB RAS coherent scatter radars, we have shown that these radars record a significant (up to 35%) number of signals coming from the backlobe of the antenna pattern, which had not been previously taken into account in automatic data processing. The complexity of such analysis is due to the uncertainty in calculating the elevation angle of the received signals at the radars (spacing between two linear antenna arrays exceeds the wavelength of the radio wave). The paper discusses a fast and simple method for detecting such backlobe signals based on threshold processing of the elevation angle of the received radio waves. The optimal threshold elevation angle that minimizes the errors in separating signals into mainlobe and backlobe ones is calculated on the basis of modeling and the Bayesian approach. This elevation angle is 28 deg for the EKB radar and 38 deg for the MAGW radar. The presence of the effect and its significance at the MAGW radar were first proven by direct measurements of the elevation angle using a specially deployed antenna array perpendicular to two other antenna arrays of the radar. The optimality of the threshold elevation angle was first proven by a ray tracing analysis of all the signals observed by the radars in 2021, not only groundscatter signals, which are commonly used. Based on these experimental results it was first proven that the found threshold elevation angle is the optimal angle for separating signals into interpretable and uninterpretable from the point of view of radio wave propagation in the main beam. Statistics of observations of signals outside the main lobe of the antenna pattern of the MAGW and EKB ISTP SB RAS radars are presented for the first time.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_04_320