رادار التشتت غير المتماسك

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

الرادار المشتت غير المتماسك هو تقنية رادار أرضية لدراسة الغلاف الأيوني للأرض ، وقد اقترحها البروفيسور ويليام إي. جوردون لأول مرة في عام 1958. [ 1 ] وهو يعتمد على تشتت الموجات الراديوية بشكل غير متماسك بواسطة تقلبات عشوائية في البلازما .

يُحدث شعاع الرادار المتشتت بفعل الإلكترونات في طبقة الأيونوسفير ارتدادًا غير متماسك. فعندما تُرسل موجة كهرومغناطيسية عبر الغلاف الجوي، يعمل كل إلكترون في بلازما الأيونوسفير كهوائي مُثار بالموجة الواردة، ثم تُعاد إشعاع الموجة من الإلكترون. ونظرًا لاختلاف سرعات الإلكترونات نتيجةً لديناميكيات الأيونوسفير والحركة الحرارية العشوائية، فإن انعكاس كل إلكترون يُعاني أيضًا من انزياح دوبلر . يستقبل جهاز الاستقبال الأرضي إشارةً مُركبةً من تراكب الموجات المُعاد إشعاعها من جميع الإلكترونات في مسار الموجة الواردة. ولأن الأيونات الموجبة الشحنة الموجودة أيضًا في الأيونوسفير أثقل بكثير، فإنها لا تُثار بسهولة بالموجة الكهرومغناطيسية الواردة كما تُثار الإلكترونات، وبالتالي لا تُعيد إشعاع الإشارة. مع ذلك، تميل الإلكترونات إلى البقاء قريبة من الأيونات الموجبة الشحنة. ونتيجةً لذلك، يتغير توزيع إلكترونات الغلاف الأيوني بفعل الأيونات الموجبة الأبطأ والأكثر كتلةً بكثير، إذ ترتبط تقلبات كثافة الإلكترونات بدرجة حرارة الأيونات وتوزيع كتلتها وحركتها. وتتيح إشارة التشتت غير المتماسكة قياس كثافة الإلكترونات ودرجة حرارة الأيونات ودرجات حرارة الإلكترونات وتكوين الأيونات وسرعة البلازما.

أنواع عمليات رصد الرادار المشتت غير المتماسك

كثافة الإلكترون

إذا كان هناك عدد أكبر من الإلكترونات في طبقة الأيونوسفير، فسيزداد عدد الموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة بشكل فردي والتي تصل إلى جهاز الاستقبال، مما يؤدي إلى زيادة شدة الصدى عند جهاز الاستقبال. وبما أن كمية الطاقة المنعكسة من الإلكترون الواحد معروفة، يمكن لجهاز الاستقبال استخدام الشدة الكلية المقاسة لتحديد كثافة الإلكترونات في المنطقة المختارة. [ 2 ]

درجة حرارة الأيونات والإلكترونات

بما أن كل إلكترون وأيون على حدة يُظهر حركة حرارية عشوائية، فإن الصدى المُستقبَل لن يكون على نفس التردد الذي أُرسِل به. بدلاً من ذلك، ستتألف الإشارة من نطاق من الترددات القريبة من التردد الأصلي، لأنها عبارة عن تراكب للعديد من الانعكاسات الفردية المُزاحة دوبلريًا. يتوافق عرض هذا النطاق مع درجة حرارة الغلاف الأيوني. تؤدي درجة الحرارة الأعلى إلى سرعة حرارية أكبر، مما ينتج عنه إزاحة دوبلرية أكبر وتوزيع أوسع في التردد المُستقبَل. مع ذلك، يختلف السلوك الحراري بين الإلكترونات والأيونات. فالأيونات أثقل بكثير، ولا تتفاعل مع الحرارة المُشعّة بنفس طريقة تفاعل الإلكترونات. ونتيجة لذلك، تختلف درجة حرارة الإلكترونات عن درجة حرارة الأيونات.

انجراف الأيونات

إذا كانت بلازما الغلاف الأيوني تتحرك ككل، فسيحدث أيضًا انزياح دوبلر عام في البيانات المستقبلة. ويمكن ملاحظة ذلك على شكل انزياح في متوسط ​​التردد، مما يكشف عن الانجراف الأيوني الكلي في الغلاف الأيوني.

تكوين الغلاف الأيوني

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ غوردون، و. (نوفمبر 1958). "التشتت غير المتماسك للموجات الراديوية بواسطة الإلكترونات الحرة مع تطبيقات في استكشاف الفضاء بواسطة الرادار". وقائع معهد مهندسي الراديو . 46 (11): 1824-1829 . doi : 10.1109/JRPROC.1958.286852 . S2CID 51635092 . 
  2. ↑ "الفضاء الجغرافي" .