Меню
+7 (495) 785-95-25
sale@lcard.ru
sale@lcard.ru
В настоящее время дистанционное зондирование Земли является одним из основных методов диагностики океана и атмосферы. В работе [1] описана экспериментальная модель непрерывного волнового доплеровского радарного рефлектометра X‑диапазона (синусоидальная частотная модуляция), предназначенная для физических исследований рассеяния радиоволн от морской поверхности в контролируемых условиях. Прототип разработан и изготовлен в ИПФ РАН. Его главная особенность – адаптация к условиям лабораторного моделирования в потоках ветрового волнения для исследования зависимости нормированного радиолокационного сечения (normalized radar cross-section – NRCS) от скорости ветра.
Принципиальная схема СВЧ-тракта поляризованного рефлектометра представлена на рисунке 1.
В статье авторы подробно описывают принцип действия поляризованного рефлектометра. После аналоговой обработки сигналы на доплеровских частотах, соответствующие косинусному и синусоидальному каналам, разделяются фильтрами нижних частот. Затем с помощью модуля АЦП E14‑440 две квадратурных составляющих сигнала записываются на жесткий диск компьютера для дальнейшей обработки.
Рисунок 2. ОМТ, представляющий собой трёхпортовое устройство (слева); рассчитанные коэффициенты отражения ОМТ (тонкие линии) и измеренные значения (толстые линии) системы ОМТ + рупор (справа).
На рисунке 3 показан фрагмент измеренных (зашумленные кривые) временных откликов квадратурных каналов I(t) и Q(t) на раскачивание/колебание металлической сферы-маятника, расположенной на расстоянии 3,15 м от апертуры рупора. На рисунке 3 также показано сравнение измеренных и теоретических (гладкие кривые) откликов I(t), Q(t) на амплитуду качания металлической сферы-маятника.
Рисунок 3. Фрагмент измеренных (зашумленные кривые) временных откликов квадратурных каналов I(t) и Q(t) на раскачивание/колебание металлической сферы-маятника, расположенной на расстоянии 3,15 м от апертуры рупора.
Экспериментальные зависимости NRCS σ0 для четырех поляризаций и угла падения 30° показаны на рисунке 4 черными квадратами.
Рисунок 4. Экспериментальные зависимости NRCS σ0.
На рисунке 4 также показано сравнение измеренного NRCS σ0 с предсказанием двухмасштабной модели брэгговского рассеяния, которая правильно предсказывает результаты зондирования при совместной поляризации для умеренных скоростей ветра. Линии указывают теоретические расчеты. Как видно из рисунков 4a и 4b, двухмасштабная модель Брэгга действительно воспроизводила экспериментальные результаты с абсолютной ошибкой 2 дБ для параллельных вертикальных и горизонтальных NRCS для скоростей ветра менее 20‑25 м/с.
В то же время двухуровневая модель Брэгга не смогла предсказать наблюдаемое снижение сополярности NRCS для скорости ветра более 20‑25 м/с. Это снижение может быть связано с влиянием пены, образующейся в процессе обрушения гребней поверхностных волн. Для кроссполярного NRCS расхождение между расчетами и измерениями превышало 10 дБ, что указывает на наличие других (небрэгговских) механизмов рассеяния.
Источник:
Abramov V.I., Zuikova E.M., Sergeev D.A., Troitskaya Y.I., Ermoshkin A.V., Kazakov V.I. Polarized X-band Doppler Radar Scatterometer for Investigation of Microwave Scattering of the Wavy Water Surface in Laboratory Conditions. Radioelectronics and Communications Systems. 2017. Vol. 60. № 9. Pp. 393‑400. DOI: 10.3103/S0735272717090023.
Адрес: 117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4
Многоканальный телефон:
+7 (495) 785-95-25
Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru
Время работы: с 9-00 до 19-00 мск