Effective subtraction technique: implementation for Irkutsk Incoherent Scatter Radar

Ташлыков Виктор Петрович; Алсаткин Сергей Сергеевич; Медведев Андрей Всеволодович; Ратовский Константин Геннадьевич

doi:10.12737/stp-101202409

УДК 55

EFFECTIVE SUBTRACTION TECHNIQUE: IMPLEMENTATION FOR IRKUTSK INCOHERENT SCATTER RADAR Effective subtraction technique: implementation for Irkutsk Incoherent Scatter Radar

АА Аа

Опубликовано в Solar-Terrestrial Physics · Том 10, Номер 1 · Страницы 63–67 · Рубрика: Results of current research

DOI: https://doi.org/10.12737/stp-101202409

Получено: 12.11.2022 Одобрено: 18.12.2023 Опубликовано: 26.03.2024 Язык публикаций: ENG

Авторы

ТА

Ташлыков Виктор Петрович

АЛ

Алсаткин Сергей Сергеевич

МЕ

Медведев Андрей Всеволодович

ORCID

РА

Ратовский Константин Геннадьевич

ORCID

ТА

Ташлыков Виктор Петрович

Ученая степень: кандидат физико-математических наук

Институт солнечно-земной физики СО РАН Россия · Иркутск

АЛ

Алсаткин Сергей Сергеевич

Ученая степень: кандидат физико-математических наук

Институт солнечно-земной физики СО РАН Россия · Иркутск

МЕ

Медведев Андрей Всеволодович

Ученая степень: доктор физико-математических наук

Ученое звание: член-корреспондент author.academy_titles.32

Институт солнечно-земной физики СО РАН Россия · Иркутск

ORCID

РА

Ратовский Константин Геннадьевич

Ученая степень: кандидат физико-математических наук

Институт солнечно-земной физики СО РАН Россия · Иркутск

ORCID

АННОТАЦИЯ

For incoherent scatter measurements, the effective subtraction technique is to alternate the duration of amplitude-modulated signals between a pair of consequently radiated pulses. The resulting gain of spatial resolution enables us to steadily assess the electron density profile by the Faraday rotation method. The paper describes the electron density measurement technique, which involves analyzing narrow-band signals from Irkutsk Incoherent Scatter Radar, and proposes an automated method of determining the electron density for the problem in which the convolution of the radiated signal waveform with backscatter signal cannot be neglected. The inverse problem of electron density recovery is considered as a standard nonlinear optimization problem, which is solved using the algorithms for global and local optimization applied consequently. We compare the electron density profiles obtained by analyzing different pulse waveforms and from Irkutsk ionosonde data.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Irkutsk Incoherent Scatter Radar, effective subtraction technique, plasma density recovery, Faraday effect, optimization algorithms

Финансирование

The work was financially supported by the Russian Science Foundation (Grant No. 22-17-00146 [https://rscf.ru/project/22-17-00146/]) in terms of developing the data processing method and analyzing the results and by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation in terms of observations

Текст

Текст (PDF)

Читать Скачать

1. Alsatkin S.S., Medvedev A.V., Ratovsky K.G. Features of Ne recovery at the Irkutsk Incoherent Scatter Radar. Solar-Terr. Phys. 2020, vol. 6, pp. 77-88. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-61202009.

2. Berngardt O.I., Kushnarev D.S. Effective subtraction technique at the Irkutsk Incoherent Scatter Radar: Theory and experiment. J. Solar-Terr. Phys. 2013, vol. 105-106, pp. 293-298. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2013.03.023.

3. Farley D.T. Faraday Rotation Measurements Using Incoherent Scatter. Radio Sci. 1969, vol. 4, iss. 2, pp. 143-152.

4. Farley D.T. Multiple pulse incoherent scatter correlation function measurements. Radio Sci. 1972, vol. 7, iss. 6, pp. 661-666.

5. Lehtinen M.S., Haggstrom I. A new modulation principle for incoherent scatter measurements. Radio Sci. 1987, vol. 22, iss. 4, pp. 625-634.

6. Potekhin A.P., Medvedev A.V., Zavorin A.V., Kushnarev D.S., Lebedev V.P., Lepetaev V.V., Shpynev B.G. Recording and control digital systems of the Irkutsk Incoherent Scatter Radar. Geomagnetism and Aeronomy. 2009, Vol. 49, pp. 1011-1021.

7. Powell M.J.D. A direct search optimization method that models the objective and constraint functions by linear interpolation. Advances in Optimization and Numerical Analysis. 1994, pp. 51-67. DOI:https://doi.org/10.1007/978-94-015-8330-5_4.

8. Powell M.J.D. Direct search algorithms for optimization calculations. Acta Numerica. 1998, vol. 7, pp. 287-336. DOI:https://doi.org/10.1017/S0962492900002841.

9. Runarsson T.P., Xin Yao. Stochastic ranking for constrained evolutionary optimization. IEEE Transactions on Evolutionary Computation. 2000, vol. 4, iss. 3, pp. 284-294. DOI:https://doi.org/10.1109/4235.873238.

10. Runarsson T.P., Xin Yao. Search biases in constrained evolutionary optimization. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews). 2005, vol. 5, iss. 2, pp. 233-243. DOI:https://doi.org/10.1109/TSMCC. 2004.841906.

11. Shpynev B.G. Incoherent scatter Faraday rotation measurements on a radar with single linear polarization. Radio Sci. 2001, vol. 39, iss. 3. DOI:https://doi.org/10.1029/2001RS002523.

12. URL: http://github.com/stevengj/nlopt (accessed October 12, 2022).

13. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (accessed October 12, 2022).

14. URL: http://ckp-rf.ru/usu/77733/ (accessed October 12, 2022)

PDF Текст JATS XML

Главный редактор

Жеребцов Гелий Александрович

solater@iszf.irk.ru

Заместитель главного редактора

Степанов Александр Владимирович

stepanov@gaoran.ru

Заместитель главного редактора

Потапов Александр Сергеевич

potapov@iszf.irk.ru

Ответственный секретарь редакции

Полюшкина Наталья Александровна

npol@iszf.irk.ru

4004

загрузки

ГОСТ

Ташлыков В. П., Алсаткин С. С., Медведев А. В., Ратовский К. Г. Effective subtraction technique: implementation for Irkutsk Incoherent Scatter Radar // Solar-Terrestrial Physics. 2022. №. 1. С. 63-67. DOI: https://doi.org/10.12737/stp-101202409. (дата обращения: 22.09.2026).

MLA

Ташлыков Виктор Петрович, Алсаткин С. С., Медведев А. В., Ратовский К. Г.. "Effective subtraction technique: implementation for Irkutsk Incoherent Scatter Radar." Solar-Terrestrial Physics 10.1 (2022): 63-67. DOI: https://doi.org/10.12737/stp-101202409.

APA

Ташлыков В. П., Алсаткин С. С., Медведев А. В., Ратовский К. Г. (2022). Effective subtraction technique: implementation for Irkutsk Incoherent Scatter Radar. Solar-Terrestrial Physics, 10(1), 63-67. https://doi.org/10.12737/stp-101202409

Chicago

Ташлыков Виктор Петрович, Алсаткин С. С., Медведев А. В., Ратовский К. Г.. "Effective subtraction technique: implementation for Irkutsk Incoherent Scatter Radar." Solar-Terrestrial Physics 10, no. 1 (2022): 63-67. https://doi.org/10.12737/stp-101202409.

WIKI

{{cite journal | author = Ташлыков В. П., Алсаткин С. С., Медведев А. В., Ратовский К. Г. | title = Effective subtraction technique: implementation for Irkutsk Incoherent Scatter Radar | journal = Solar-Terrestrial Physics | year = 2022 | volume = 10 | issue = 1 | pages = 63-67 | doi = 10.12737/stp-101202409 }}

Скопировать

Экспорт: BibTeX EndNote RefMan RusMARC

EFFECTIVE SUBTRACTION TECHNIQUE: IMPLEMENTATION FOR IRKUTSK INCOHERENT SCATTER RADAR Effective subtraction technique: implementation for Irkutsk Incoherent Scatter Radar

Подтверждение