Эффект Фарадея как источник погрешности восстановления ионных и электронных температур методом некогерентного рассеяния

В решении обратных задач метода некогерентного рассеяния (НР) ключевую роль играет радиолокационное уравнение, связывающее мощность принимаемого сигнала и эффективное сечение рассеяния ионосферной плазмы. Важным звеном радиолокационного уравнения является функция неопределенности, которая строится, исходя из схемы эксперимента, и определяет его пространственное разрешение. При этом схема эксперимента может существенно зависеть от особенностей конструкции радара, искомых параметров ионосферной плазмы и исследуемой области ионосферы. Например, один из методов определения электронной концентрации основан на Эффекте Фарадея - плоскость поляризации сигнала испытывает вращение на пути его распространения, а по характерному профилю замираний мощности путем его подгонки под функцию Чепмена можно восстановить абсолютные значения концентрации. Однако такой подход имеет и недостатки, главный из которых заключается в том, что в развертке принимаемого сигнала всегда есть области с минимумом полезной информации, которые вносят существенную погрешность в получаемые ионные и электронные температуры. Данная проблема особенно остро стоит для Иркутского радара НР, который является единственной в России установкой такого рода и остается важным звеном в мировой цепи радаров НР. В представленной работе рассматриваются методы оценки погрешностей определения ионных и электронных температур, связанных с эффектом Фарадея. Исследуются приближения, в рамках которых решение обратной задачи возможно, а также предлагаются критерии восстанавливаемости ионных и электронных температур на основе экспериментально полученной мощности сигнала и функции неопределенности.
Работа выполнена в рамках гранта № НШ-6894.2016.5 Президента РФ государственной поддержки ведущих научных школ РФ.