La foudre est l’un des phénomènes naturels les plus spectaculaires. Avec les progrès technologiques, les chercheurs utilisent des outils et des méthodes plus avancés pour étudier la foudre afin de mieux comprendre ses processus physiques complexes.
Parmi ces outils, l’interféromètre de foudre à très haute fréquence se distingue comme une méthode importante dans la recherche sur la foudre, capable de suivre les décharges de foudre avec une précision de l’ordre de la nanoseconde et de fournir des données clés sur les trajectoires et les mécanismes de la foudre. Cependant, la précision des interféromètres est affectée par des erreurs systématiques provenant des modèles d’observation fondamentaux.
Une équipe de recherche dirigée par Fan Xiangpeng de l’Institut nord-ouest de l’éco-environnement et des ressources de l’Académie chinoise des sciences a découvert que le modèle traditionnel (hypothèse d’onde plane) des interféromètres introduit des erreurs significatives lorsqu’il s’agit de sources de rayonnement à courte portée ou de longueurs de base plus longues. . Leur étude était publié dans Transactions IEEE sur les géosciences et la télédétection le 7 novembre.
Les chercheurs ont découvert que ces erreurs affectent la mesure précise des directions des sources de décharge, limitant ainsi la capacité de l’interféromètre à détecter la foudre de haute précision.
Fan a proposé un modèle conceptuel pour les erreurs systématiques causées par l’hypothèse d’onde plane et a vérifié par simulation qu’une disposition de ligne de base en triangle équilatéral est supérieure à la disposition de ligne de base orthogonale couramment utilisée.
Les chercheurs ont montré que les erreurs systématiques peuvent être optimisées en utilisant les relations géométriques de la disposition en triangle équilatéral.
De plus, ils ont introduit un schéma de disposition de base avec l’origine des coordonnées au centre du triangle équilatéral, améliorant ainsi la précision du positionnement.
Les résultats sont significatifs pour améliorer la fiabilité et la précision des observations de foudre. Ce travail fournit non seulement de nouvelles connaissances théoriques, mais propose également un schéma d’observation par interféromètre pentagonal hautement symétrique (symétrique axialement et centralement) (comprenant cinq antennes) pour des observations pratiques.
Grâce à ce système, les erreurs systématiques sont efficacement éliminées, fournissant ainsi des conseils théoriques pour des observations de foudre de haute précision.
Plus d’information:
Xiangpeng Fan et al, Effet des fronts d’onde sphériques sur les observations de l’interféromètre de foudre à très haute fréquence (VHF), Transactions IEEE sur les géosciences et la télédétection (2023). DOI : 10.1109/TGRS.2023.3330899