Сравнительные характеристики методов определения параметра сигнал/шум при дистанционном зондировании в коротковолновом диапазоне радиоволн

Оперативная и надёжная оценка параметра сигнал/шум Betta_k имеет общефизический интерес (радиофизика, геофизика, оптика и т. д.), конкретизация осуществлена для ионосферного случая [5]. Параметр Betta_k возвращённого, частично рассеянного ионосферного сигнала (ИС) представляет интерес, как важная характеристика “возмущённости”, “мутности” статистически неоднородной, флуктуирующей ионосферной плазмы, показатель надёжности работы ионосферных каналов связи и диагностических в том числе [1].
В работе предложен новый некогерентный метод оценки параметра сигнал/шум Betta_k ионосферного сигнала [2]. Выполнен сравнительный анализ и показано, что по аналитической (относительной) точности определения параметра Betta_k новый метод на порядок превосходит широко используемый стандартный и одного порядка с известной когерентной методикой [3].
В настоящей работе исследован вопрос об оптимизации методик измерения параметра Betta_k с точки зрения допускаемых аналитических (относительных) погрешностей [4]. Индекс K=E,R2,R4 - означает регистрируемый первичный параметр ИС: квадратуру E или огибающую R и соответствующий метод (E - когерентный; R2, R4 - некогерентные).
Широко используются:
1) стандартный R2-метод, когда Betta_R2 = f_R2 (Alfa_R2) [1];
2) когерентный E-метод, Betta_E = f_E (Alfa_E) [2].
В работе развит новый R4-метод (некогерентный), Betta_R4 = f_R4 (Alfa_R4), где Alfa_k - измеряемые величины; f_k - известные функции [3, 4]. В работе представлены графики поведения аналитических (относительных) погрешностей Eps*k = (1/Betta_k) df_k/dAlfa_k для указанных методик (без учёта статистических ошибок) в диапазоне экспериментально наблюдаемых значений Betta_k [3].
Показано, что Eps*E ~ Eps*R4 одного порядка (Eps*R4 = 3/2 Eps*E) и существенно превосходят по точности измерения Betta_k по стандартной R2-методике Eps*R2 [1].
В итоге, установлено, что достаточная аналитическая точность измерения Betta_k может быть достигнута и при использовании некогерентной аппаратуры с помощью новой методики R4. Однако, за когерентной методикой остаётся преимущество возможности оптимизации и статистической ошибки за счёт цифровой обработки ИС [6].
Список литературы:
1. Миркотан С.Ф., Белов С.Ю., Захаров В.И. Дистанционная диагностика ”шероховатой” земной поверхности в коротковолновом диапазоне радиоволн. // Радиотехника и электроника. 1999, том 44, № 10, с. 1190 – 1194.
2. Миркотан С.Ф., Белов С.Ю. О параметре возмущённости неоднородной флуктуирующей ионосферной плазмы. // Радиотехника и электроника. 1998, том 43, № 11, с. 1382 – 1383.
3. Белов С.Ю. Методы оценки параметра сигнал/шум в коротковолновом диапазоне радиоволн. // Физические проблемы экологии (Экологическая физика) №16. Сборник научных трудов под ред. В.И. Трухина, Ю.А. Пирогова, К.В. Показеева. М.: МАКС Пресс. 2010, с. 31 - 38.
4. Белов С.Ю. Дистанционная диагностика рассеивающей способности земной поверхности в декаметровом диапазоне радиоволн. // XVI Международный симпозиум с элементами научной школы для молодежи "Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы". Томск, 2009 г., с. 279-280.
5. Белов С.Ю., Белова И.Н. Выявление экологического риска при мониторинге поверхности земли методом дистанционного зондирования в коротковолновом диапазоне радиоволн. // Сборник трудов II Всероссийской научной конференции «Экология и космос» имени академика К.Я. Кондратьева. / Под общ. ред. Ю.В. Кулешова. - 461 с. – СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2015, с. 70 – 76.
6. Белов С.Ю., Белова И.Н. О параметре “возмущённости” неоднородного флуктуирующего дифракционного экрана. // Международный Симпозиум «Атмосферная Радиация и Динамика» (МСАРД–2015), Санкт–Петербург, 2015 г., с. 103.