Основы радиолокации

Деполяризация в радиолокации

В радиолокации деполяризация – это изменение ориентации электрического поля во время отражения или (реже) дифракции. Это определение относится к полностью поляризованным волнам, которые возникают исключительно в радиолокаторе. Это связано с тем, что поляризация электромагнитной волны в значительной степени зависит от геометрии передающей антенны. Эта геометрия не может принимать хаотические состояния. Таким образом, состояние поляризации является постоянным для рассматриваемых здесь периодов времени в электромагнитной волне. (Для волн, которые могут быть поляризованы только частично, например, свет, термин деполяризация имеет совершенно другое значение по историческим причинам).

Процесс деполяризации зависит от геометрических и диэлектрических свойств отражающего объекта. Чтобы понять, как может происходить такая деполяризация, предположим, что отражатель является резонансным диполем, расположенным под небольшим углом к направлению поляризации падающей волны. Тем не менее, он поглотит некоторое количество энергии, хотя и с потерями, т.е. не с максимально возможной величиной. Теперь он будет переизлучать эту энергию именно в том направлении поляризации, которое соответствует его геометрической ориентации. Электрическое поле отраженной энергии теперь слегка повернуто относительно передающей антенны радара. Если передающая антенна радара горизонтально поляризована, то на горизонтально поляризованную приемную антенну поступает несколько более слабый сигнал. При использовании радара с двойной поляризацией вертикально поляризованная приемная антенна также принимает слабый сигнал. Отношение величин обоих сигналов теперь можно использовать для расчета положения этого отражающего резонансного диполя. На практике, например, описанный здесь механизм вращения поляризации может происходить из-за пространственной ориентации кристаллов льда.

Поскольку деполяризация является относительным процессом, вся количественная поляриметрическая информация сохраняется в амплитудах и фазах между различными поляризациями. Поэтому, даже в случае накопления довольно хаотичных отражений в пределах объемной цели (зоны дождя), эхо-сигналы отдельных капель дождя из самых разных геометрических положений и расстояний когерентны друг с другом и накладываются в дальнем поле, образуя общий эхо-сигнал с равномерной поляризацией, который, однако, может быть искажен по отношению к излучаемому сигналу.

Деполяризация имеет особое значение в метеорологических радарах для определения типа осадков. В разведке воздушного пространства и противовоздушной обороне этот эффект в настоящее время незначителен.