Die Technik des inkohärenten Streuradars (ISR) ist eine leistungsstarke Methode, die in der Atmosphären- und Ionosphärenforschung zur Untersuchung der Plasmaeigenschaften in der oberen Erdatmosphäre eingesetzt wird. Diese Radartechnik sendet Radiowellen in die Ionosphäre, wo sie mit freien Elektronen und Ionen interagieren. Die zum Radarempfänger zurückgesendeten Streusignale enthalten Informationen über die Elektronendichte, die Temperatur und die Ionenzusammensetzung des ionosphärischen Plasmas. Im Gegensatz zum kohärenten Dispersionsradar, das Phasenbeziehungen für eine detaillierte Bildgebung beibehält, analysiert das inkohärente Dispersionsradar zufällige Bewegungen, die durch zahlreiche Streuereignisse verursacht werden. ISR liefert wertvolle Daten zum Verständnis der Ionosphärendynamik, Weltraumwetterphänomene und deren Auswirkungen auf Kommunikations- und Navigationssysteme.
Unter inkohärenter Streuung versteht man die Streuung von Wellen oder Partikeln, bei der die Phasenbeziehungen zwischen den gestreuten Wellen verloren gehen. Dieses Phänomen tritt auf, wenn einfallende Wellen mit Streuzentren auf eine Weise interagieren, die ihre Phase während der Streuung zufällig anpasst. Inkohärente Streuung kann in verschiedenen physikalischen Zusammenhängen auftreten, beispielsweise bei der Streuung elektromagnetischer Wellen an unregelmäßigen Oberflächen oder bei der Streuung von Photonen an Atomen oder Molekülen in Gasen oder Flüssigkeiten. Die resultierenden Streuwellen weisen zufällige Phasenbeziehungen auf, was zu diffusen Streumustern ohne erkennbare Interferenzeffekte führt. Inkohärente Streuung ist in Bereichen wie Radar, Fernerkundung und medizinischer Bildgebung von entscheidender Bedeutung, da sie auf der Grundlage der Eigenschaften gestreuter Wellen Informationen über Materialeigenschaften und Umgebungsbedingungen liefern kann.
Das inkohärente Dispersionsradar mit gepulstem Plasma (PFISR) arbeitet in einem Frequenzbereich, der typischerweise zwischen 430 MHz und 440 MHz liegt. Dieser Frequenzbereich wurde speziell ausgewählt, um die Fähigkeit des Radars zu optimieren, ionosphärisches Plasma mithilfe inkohärenter Streutechniken zu untersuchen. PFISR wird verwendet, um die Dynamik und Eigenschaften der Ionosphäre zu untersuchen, einschließlich Elektronendichteprofilen, Plasmaunregelmäßigkeiten und Wechselwirkungen mit solaren und geomagnetischen Phänomenen. Durch die Übertragung von Radiowellenimpulsen und die Analyse inkohärent gestreuter Signale, die von der Ionosphäre zurückgegeben werden, trägt PFISR dazu bei, unser Verständnis des Weltraumwetters, der ionosphärischen Variabilität und ihrer Auswirkungen auf Funkkommunikation und Satellitennavigationssysteme zu verbessern.