Co to jest depolaryzacja?
Depolaryzacja w radarze
Rysunek 1: Objaśnienie mechanizmu rotacji polaryzacji.
Depolaryzacja w radarze
Depolaryzacja w radarze to zmiana orientacji pola elektrycznego podczas odbicia lub (rzadziej) dyfrakcji. Definicja ta dotyczy w pełni spolaryzowanych fal, które występują wyłącznie w radarach. Dzieje się tak dlatego, że polaryzacja fali elektromagnetycznej zależy w dużej mierze od geometrii anteny nadawczej. Geometria ta nie może przyjmować stanów chaotycznych. Dlatego stan polaryzacji jest stały dla rozpatrywanych tu okresów czasu w fali elektromagnetycznej. (Dla fal które mogą być tylko częściowo spolaryzowane, przykładowo światła, termin depolaryzacja ma zupełnie inne znaczenie z powodów historycznych).
Proces depolaryzacji zależy od właściwości geometrycznych i dielektrycznych obiektu odbijającego. Aby zrozumieć jak taka depolaryzacja może wystąpić, załóżmy że reflektor jest dipolem rezonansowym ustawionym pod niewielkim kątem do kierunku polaryzacji fali padającej. Pochłonie on jednak trochę energii, choć ze stratami, czyli nie z maksymalną możliwą wielkością. Będzie on teraz ponownie wypromieniowywał tę energię dokładnie w kierunku polaryzacji, który odpowiada jego orientacji geometrycznej. Pole elektryczne odbitej energii jest teraz lekko obrócone w stosunku do anteny nadawczej radaru. Jeśli nadawcza antena radaru jest spolaryzowana poziomo, to nieco słabszy sygnał odbierany jest w poziomo spolaryzowanej antenie odbiorczej. W przypadku radaru o podwójnej polaryzacji, antena odbiorcza o polaryzacji pionowej również odbiera słaby sygnał. Stosunek wielkości obu sygnałów może być teraz użyty do obliczenia pozycji tego odbijającego dipola rezonansowego. W praktyce, przykładowo, opisany tu mechanizm rotacji polaryzacji może wystąpić na skutek przestrzennej orientacji kryształów lodu.
Ponieważ depolaryzacja jest procesem względnym, wszystkie ilościowe informacje polarymetryczne są zachowane w amplitudach i fazach pomiędzy różnymi polaryzacjami. Dlatego nawet w przypadku nagromadzenia dość chaotycznych odbić w obrębie celu objętościowego (obszaru deszczu), sygnały echa pojedynczych kropel deszczu z najróżniejszych pozycji geometrycznych i odległości są ze sobą spójne i nakładają się w polu dalekim tworząc wspólny sygnał echa o jednolitej polaryzacji, który może być następnie jednak również skręcony w stosunku do emitowanego sygnału.
Depolaryzacja ma szczególne znaczenie w radarach opadowych dla scharakteryzowania rodzaju opadu. W przypadku rozpoznania przestrzeni powietrznej i obrony powietrznej efekt ten jest obecnie nieistotny.