The power response of a Doppler reflectometer is investigated by means of the physical optics model; a simple model which considers basic scattering processes at the reflection layer. Apart from linear and saturated scattering regimes, non-linear regimes with an enhanced backscattered power are found. The different regimes are characterized and understood based on analytical calculations. The power response is also studied with two-dimensional full wave simulations, where the enhanced backscattered power regimes are also found in qualitative agreement with the physical optics results. The ordinary and extraordinary modes are compared for the same angle of incidence, with the conclusion that the ordinary mode is better suited for Doppler reflectometry turbulence level measurements due to the linearity of its response. The scattering efficiency is studied and a first approximation to describe it is proposed. At the end, the application of the physical optics results to experimental data analysis is discussed. In particular, a formula to assess the linearity of Doppler reflectometry measurements is provided.
ドップラー反射計のパワー応答は、反射層における基本的な散乱過程を考慮した単純なモデルである物理光学モデルを用いて調査される。線形および飽和散乱領域に加えて、増強された後方散乱パワーを伴う非線形領域が見出される。これらの領域は、解析的計算に基づいて特徴づけられ、理解される。パワー応答はまた、二次元全波シミュレーションを用いて研究され、そこでは増強された後方散乱パワー領域が物理光学の結果と定性的に一致して見出される。常光および異常光モードは、同じ入射角に対して比較され、その応答の線形性により、常光モードがドップラー反射計による乱流測定により適しているという結論が得られる。散乱効率が研究され、それを記述するための第一近似が提案される。最後に、物理光学の結果の実験データ解析への適用が議論される。特に、ドップラー反射計測定の線形性を評価するための式が提供される。