Радіолокатор із подвійною поляризацією
Рисунок 1. До пояснення процесу вимірювання в поляриметричному радіолокаторі
Рисунок 1. До пояснення процесу вимірювання в поляриметричному радіолокаторі
Рисунок 1. До пояснення процесу вимірювання в поляриметричному радіолокаторі
Радіолокатор із подвійною поляризацією
Одним з методів виявлення граду є використовує подвійну поляризацію. Радіолокатор випромінює та приймає сигнали на двох лінійних поляризаціях. При цьому виконується швидке перемикання між горизонтальною та вертикальною поляризаціями, як між окремими імпульсами, так і між групами імпульсів.
Більш сучасні поляриметричні радіолокаційні установки, такі як METEOR 1500 компанії Gematronik, випромінюють одночасно на обох поляризаціях. По відгукам, отриманим на двох поляризаціях – на горизонтальній (ZH) та на вертикальній (ZV) – розраховується диференціальний коефіцієнт відбиття ZDR. При дощі від помірного до сильного дощові краплі мають великі розміри. Під час падіння вони набувають форми сплюснутого сфероїду, через що сигнал відлуння на горизонтальній поляризації буде більш сильним.
Значення діелектричної проникності твердого льоду складає близько 20% значення діелектричної проникності води, тому форма частинок під час граду завдає набагато меншого впливу, ніж під час дощу. Під час падіння частинки граду перевертаються, і значення ZDR буде невеликим. Характерною ознакою, за якою виявляють град, є високе значення ZH та низьке значення ZDR. Навіть якщо значення ZDR менше за одиницю (або від’ємне, якщо має розмірність дБ), то це є ознакою наявності граду. Тільки частинки граду можуть падати у вертикальному положенні!
Режими роботи із подвійною поляризацією
Випромінювання та приймання на різних поляризаціях можуть виконуватися як одночасно, так і по черзі від одного періоду зондування до іншого. Це залежить від того, чи є можливість розділити випромінювану потужність на два канали та організувати два незалежних приймальних канали. Можливі чотири режими роботи із подвійною поляризацією:
- одночасне випромінювання та одночасне приймання (англ. Simultaneous Transmit Simultaneous Receive, STSR);
- одночасне випромінювання та приймання по черзі (англ. Simultaneous Transmit Alternating Receive, STAR);
- випромінювання по черзі та одночасне приймання (англ. Alternating Transmit Simultaneous Receive, ATSR);
- випромінювання по черзі та приймання по черзі (англ. Alternating Transmit Alternating Receive, ATAR);
Іноді для позначення режимів одночасної роботи виробники радіолокаційних засобів використовують термін
- одночасне випромінювання та приймання (англ. Simultaneous Transmit And Receive, STAR).
Структурна схема
В даному прикладі поляриметричного радіолокатора випромінювана енергія поділяється у хвилеводно-щілинному мості на дві рівні частини. Вони надходять на рупорний опромінювач подвійної поляризації та випромінюються одночасно.
Рисунок 2. Спрощена структурна схема поляриметричного радіолокатора
Рисунок 2. Спрощена структурна схема поляриметричного радіолокатора
Рисунок 2. Спрощена структурна схема поляриметричного радіолокатора
(інтерактивний рисунок)
За допомогою перемикача можливо випромінювати лише на одній поляризації (при цьому із подвоєною потужністю) та вимірювати значення коефіцієнту відбиття. При цьому приймання сигналів здійснюється на обох поляризаціях. Сигнали обох приймальних каналів обробляються сигнальним процесором.
Це буває дуже корисно, оскільки при відбитті від гідрометеорів орієнтація вектору електричного поля завжди міняється.