Radar Grondbeginselen

Depolarisatie in radar

Depolarisatie in radar is de verandering in de oriëntatie van het elektrisch veld tijdens een reflectie of (zeldzamer) een diffractie. Deze definitie is van toepassing op de volledig gepolariseerde golven die uitsluitend bij radar voorkomen. Dit komt omdat de polarisatie van een elektromagnetische golf grotendeels afhangt van de geometrie van de zendantenne. Deze geometrie kan geen chaotische toestanden aannemen. Daarom is de polarisatietoestand van de elektromagnetische golf constant voor de hier beschouwde tijdsperioden. (Voor golven die slechts gedeeltelijk gepolariseerd kunnen worden, bijvoorbeeld licht, heeft de term depolarisatie om historische redenen een geheel andere betekenis).

Het depolarisatieproces is afhankelijk van de geometrische en diëlektrische eigenschappen van het reflecterende voorwerp. Om te begrijpen hoe een dergelijke depolarisatie kan optreden, nemen we aan dat de reflector een resonerende dipool is die een kleine hoek maakt met de polarisatierichting van de invallende golf. Het zal niettemin enige energie absorberen, zij het met verliezen, d.w.z. niet met een maximaal mogelijke omvang. Het zal deze energie nu opnieuw uitstralen in precies die polarisatierichting die overeenkomt met zijn geometrische oriëntatie. Het elektrische veld van de gereflecteerde energie is nu enigszins gedraaid ten opzichte van de zendantenne van de radar. Indien de uitzendende radarantenne horizontaal gepolariseerd is, dan wordt een iets zwakker signaal ontvangen door de horizontaal gepolariseerde ontvangstantenne. Bij een dubbel gepolariseerde radar ontvangt de verticaal gepolariseerde ontvangstantenne ook een zwak signaal. De magnitudeverhouding van beide signalen kan nu worden gebruikt om de positie van deze reflecterende resonantiedipool te berekenen. In de praktijk kan dit mechanisme van draaiing van de polarisatie, zoals hier beschreven, bijvoorbeeld optreden ten gevolge van de ruimtelijke oriëntatie van ijskristallen.

Aangezien depolarisatie een relatief proces is, blijft alle kwantitatieve polarimetrische informatie bewaard in de amplitudes en fasen tussen de verschillende polarisaties. Daarom zijn zelfs in het geval van een opeenhoping van tamelijk chaotische reflecties binnen een volumedoel (regengebied) de echosignalen van afzonderlijke regendruppels van de meest uiteenlopende geometrische posities en afstanden met elkaar coherent en superponeren zij zich in het verre veld tot een gemeenschappelijk echosignaal met een uniforme polarisatie, dat dan echter ook kan worden verdraaid ten opzichte van het uitgezonden signaal.

Depolarisatie is van bijzonder belang bij neerslagradar voor het karakteriseren van het soort neerslag. Bij luchtruimverkenning en luchtverdediging is dit effect momenteel te verwaarlozen.