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Qu'est-ce que la dépolarisation ?

Dépolarisation dans les radars

Figure 1 : Explication du mécanisme de rotation de la polarisation.

Figure 1 : Explication du mécanisme de rotation de la polarisation.

Dépolarisation dans les radars

En radar, la dépolarisation est le changement d'orientation du champ électrique lors d'une réflexion ou (plus rarement) d'une diffraction. Cette définition concerne les ondes entièrement polarisées, qui sont les seules présentes dans les radars. En effet, la polarisation d'une onde électromagnétique dépend en grande partie de la géométrie de l'antenne émettrice. Cette géométrie ne peut pas prendre d'état chaotique. C'est pourquoi l'état de la polarisation est constant pour les périodes considérées ici dans l'onde électromagnétique. (Pour les ondes qui ne sont que partiellement polarisables, par exemple la lumière, le terme dépolarisation a une signification totalement différente pour des raisons historiques).

Le processus de dépolarisation dépend des propriétés géométriques et diélectriques de l'objet réfléchissant. Pour comprendre comment une telle dépolarisation peut se produire, supposons que le réflecteur soit un dipôle résonant légèrement incliné par rapport à la direction de polarisation de l'onde incidente. Il absorbera tout de même une certaine énergie, même si elle est perdue, c'est-à-dire qu'elle n'est pas maximale. Il va maintenant ré-émettre cette énergie dans la direction de polarisation qui correspond exactement à son orientation géométrique. Le champ électrique de l'énergie réfléchie est maintenant légèrement tordu par rapport à l'antenne émettrice du radar. Si l'antenne émettrice du radar est polarisée horizontalement, l'antenne réceptrice polarisée horizontalement recevra un signal légèrement plus faible. En revanche, dans le cas d'un radar à double polarisation, l'antenne de réception à polarisation verticale reçoit également un signal plus faible. Le rapport de taille entre les deux signaux permet de calculer la position du dipôle résonant réfléchissant. Dans la pratique, ce mécanisme de rotation de la polarisation décrit ici peut par exemple se produire en raison de l'orientation spatiale des cristaux de glace.

Comme la dépolarisation est un processus relatif, toutes les informations polarimétriques quantitatives sont conservées dans les amplitudes et les phases entre les différentes polarisations. C'est pourquoi, même en cas d'accumulation de réflexions assez chaotiques à l'intérieur d'une cible volumique (zone de pluie), les signaux d'écho de gouttes de pluie individuelles provenant de positions géométriques et de distances les plus diverses sont cohérents entre eux et se superposent en champ lointain pour former un signal d'écho commun avec une polarisation uniforme qui peut toutefois être également déformée par rapport au signal émis.

La dépolarisation a une importance particulière dans un radar de précipitations pour caractériser le type de précipitations. Dans la reconnaissance de l'espace aérien et la défense aérienne, cet effet est actuellement négligeable.