一貫性のない散乱

非干渉性散乱は物理学における散乱現象の一種です。この用語は、粒子（ほとんどの場合は電子）のガス内のランダムな変動による電磁波（通常は光または無線周波数）の散乱を指すときに最もよく使用されます。

最もよく知られている実用的応用は、非干渉性散乱レーダー理論として知られており、これは1958年にウィリアム・E・ゴードン教授によって初めて提唱された、地球の電離層を研究するための地上ベースの技術です。 ^[1]電離層プラズマ内の電子から散乱するレーダービームは、非干渉性散乱リターンを生成します。電磁波が大気中を伝送されると、 電離層プラズマ内の各電子は基本的に、入射波によって励起されたアンテナとして機能し、波は電子から再放射されます。電子はすべて電離層の力学とランダムな熱運動の結果としてさまざまな速度で移動しているため、各電子からの反射もドップラーシフトされます。次に、地上の受信機は、入射波の経路にあるすべての電子からの再放射波の重ね合わせで構成される信号を受信します。電離層にも存在する正電荷を帯びたイオンは質量が桁違いに大きいため、電子のように入射する電磁波によって容易に励起されることはなく、信号を再放射することはありません。しかし、電子は正電荷を帯びたイオンの近くに留まる傾向があります。その結果、電離層電子の分布関数は、はるかに遅く質量が大きい正イオンによって変更されます。電子密度の変動は、イオンの温度、質量分布、および動きに関係しています。非干渉性散乱信号により、電子密度、イオン温度、電子温度、イオン組成、プラズマ速度を測定できます。

電離層に存在する電子の量が多い場合、受信機に到達する個別に反射された電磁波の数が増え、受信機でのエコーの強度が高くなります。個々の電子によって反射されるエネルギーの量はわかっているので、受信機は測定された総強度を使用して、選択した領域の電子密度を決定できます。^[2]

個々の電子とイオンはランダムな熱運動をするため、受信されるエコーは送信された周波数とまったく同じではありません。^[要出典]代わりに、信号は多くの個々のドップラーシフト反射の重ね合わせであるため、元の周波数に近い周波数範囲で構成されます。範囲の幅は電離層の温度に対応します。温度が高いほど熱速度が大きくなり、ドップラーシフトが大きくなり、受信周波数の分布が大きくなります。ただし、電子とイオンでは熱挙動が異なることに注意することが重要です。イオンは桁違いに質量が大きく、電子と同じように放射熱と相互作用しません。その結果、電子温度とイオン温度は異なります。^[要出典]

電離層プラズマが全体として動いている場合、受信データにも全体的なドップラーシフトが発生します。これは平均周波数のシフトとして見られ、電離層における全体的なイオンドリフトを明らかにします。^{[引用が必要]}

• 欧州情報通信学会
• ミルストーンヒル天文台
• アレシボ天文台
• ヒカマルカ電波観測所
• ソンドレストロム高層大気研究施設
• ポーカーフラットリサーチレンジ

• EISCAT ホームページ - EISCATについて、欧州非干渉性散乱
• ミルストーンヒル天文台のホームページ - ミルストーンヒル天文台について
• 非コヒーレント散乱チュートリアル 2006-09-02 にWayback Machineでアーカイブ- MIT Haystack Observatory のWeb サイトから
• 非干渉性散乱場所 - 運用中の非干渉性散乱レーダーの世界地図
• AMISR - 先進モジュラー非干渉散乱レーダー