Physics of auroral phenomena : proceedings of the 39th annual seminar, Apatity, 29 February-4 March, 2016 / [ed. board: N. V. Semenova, A. G. Yahnin]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2016. - 167 с. : ил., табл.

И.В. Тютчн и др. углы на высоте 110 км и дальности 500 км достигают значений в 15-16°. Оптимальными для наблюдения радиоавроры считаются ракурсные углы 3°, что на 12° меньше, чем для сектора С-1. Такая разница ракурсных улов дает падение мощности принимаемого сигнала в 60 дБ. Возможность регистрации ракурсного рассеяния радаром определяется отношением мощности рассеянного сигнала от радиоавроры к мощности шума (ОПШ или CNR). Таким образом, цель будет обнаружена при превышении ОПШ некоторого порогового значения (порога обнаружения). Величина порога обнаружения выбирается такой, чтобы с необходимой вероятностью исключить ложную регистрацию. Отношение сигнал-шум одиночной цели можно оценить, воспользовавшись основным уравнением радиолокации (1): CN R .J.J, - П ^ СГ F „ J e , f ) ) F j £ , / ) ) Z ( . R ) . ( 1 ) где П0 - энергетический потенциал РЛС (отношение сигнал шум от цели на наклонной дальности 1000 км, с эффективной площадью рассеяния (ЭПР) 1 м2 энергетический потенциал РЛС); о - ЭПР; F - диаграмма направленности антенны на излучение или прием; %- сечение функция неопределенности сигнала (ФНС) по дальности. Особенностями регистрации радиоавроры являются: 1) обнаружение большого числа сигналов из протяженной области пространства по азимуту и дальности, преодолевших порог обнаружения; 2) ракурсная чувствительность. Из-за широкой диаграммы направленности и сканированию по азимуту область ракурсного рассеяния классифицируется как сложная распределенная цель. Для учета этих свойств используем понятие удельной объемной ЭПР и внесем поправку на ракурсный эффект: a { R , e , P ) = {r1- Z { R , e , P ) ) d V , (2) где V - удельная ЭПР; ^(R,£,P) - ракурсная чувствительность; dV - объем пространства, внутри которого считаются неизменными параметры радиоавроры. Тогда формула для оценки отношения помеха-шум радиоавроры (CNR) примет вид (3): CNR„, = J cm ( e ,p ,R ) _ (3) V i m p где Vimp - импульсный объем луча. В работе [6] описано несколько механизмов, которые бы обеспечивали регистрацию радиоавроры при столь больших ракурсных углах (15-16°). Суть большинства механизмов заключается в изменении хода радиолуча из-за рефракции или эффекта линзирования на тонких слоях, что приводит к изменению эффективного ракурсного угла в области обратного рассеивания. Приведенные механизмы изменяют ракурсный угол на 3-4°. Согласно исследованиям на радаре EISCAT [7], ракурсная чувствительность при ракурсных углах от 4° до 6° может ослабевать с 5 до 1 дБ/град. Однако не только ракурсный эффект влияет на мощность наблюдаемой радиоавроры. ЭПР области ракурсного рассеяния зависит от удельной ЭПР рассеивающих неоднородностей (2). Согласно экспериментальным работам [8], удельная ЭПР может изменяться в пределах 20 дБ/м относительно наиболее вероятного значения. Таким образом, при задействовании всех перечисленных выше механизмов ослабление мощности сигнала от радиоавроры составит 51 дБ. Это эквивалентно ослаблению мощности сигнала РРР при наиболее вероятной удельной ЭПР при ракурсных углах порядка 7°. Мощность сигнала радиоавроры зависит от множества факторов: удельной ЭПР неоднородностей, зависящей от концентрации электронов и величины ионосферных токов; среды распространения (эффекты линзирования и рефракции изменяют направление распространения волны), ракурсной чувствительности. 350 А зим ут Рисунок 3. Азимутальное распределение количества зарегистрированных событий за январь, февраль, март 2014 года. Черным цветом показаны события в зоне С1, белым в С2 140