Dual Doppler Messungen
Bild 1: Dual Doppler Geometrie: der nutzbare Bereich für eine Dual Doppler Analyse ist grau eingefärbt
Dual Doppler Messungen
Bei Dual Doppler Messungen werden die simultan von zwei (oder mehr) benachbarten Radargeräten gewonnenen Daten zusammengeführt, um zusätzliche Information bei der Bestimmung des horizontalen oder gegebenenfalls auch dreidimensionalen Windfelds ausnutzen zu können.
Ein einzelnes Radar kann mittels der Doppler-Frequenz nur eine zum Radar relative Radialgeschwindigkeit messen. Die Windgeschwindigkeit über Grund kann nur unter der Annahme eines gleichmäßigen Auftretens des Windes aus den Werten einer kompletten Umdrehung der Radarantenne berechnet werden, indem die Nullstellen bei der Doppler-Frequenzmessung zur Bestimmung der Windrichtung genutzt werden. Sehr viel genauer und detaillierter wird diese Messung wenn zwei benachbarte Radargeräte Daten über dasselbe reflektierende Objekt bereitstellen. Aus diesen beiden gemessenen Doppler-Frequenzen kann die exakte Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit über Grund berechnet werden.
Eine gute Messgeometrie liegt vor, wenn beide Radargeräte ungefähr 30 bis 60 km auseinander stehen. Sie sollten das reflektierende Objekt aus unterschiedlichem Aspektwinkel messen. Die genauesten Werte entstehen bei Messungen mit einem Seitenwinkel-Unterschied von 90°. Das sind alle Werte auf dem Kreis mit dem Durchmesser gleich dem Abstand der beiden Radargeräte, auf dessen Umfang beide Radargeräte liegen. Der Unterschied zwischen den gemessenen Seitenwinkeln sollte möglichst größer als 60° aber kleiner als 120° sein, weil sonst der Doppler-Frequenz-Unterschied zu klein ist und dadurch die Messung ungenau wird.
Für ein horizontales Windfeld werden die beiden Vektorkomponenten U (Ost-West) und V (Nord-Süd) folgend berechnet (alle Winkel in Grad):
(1)
- νR1 = Radialgeschwindigkeit 1. Radar
- νR2 = Radialgeschwindigkeit 2. Radar
- β1 = Seitenwinkel 1. Radar
- β2 = Seitenwinkel 2. Radar
- θ1 = Höhenwinkel 1. Radar
- θ2 = Höhenwinkel 2. Radar
Bild 2: Beispiel eines horizontalen Windfelds
Aus diesen beiden Vektorkomponenten kann für jede Rangecell innerhalb des nutzbaren geometrischen Bereiches (im Bild 1 grau hinterlegt) ein kleiner Vektor gezeichnet werden, der Windrichtung und mit seiner Länge die Windgeschwindigkeit ausdrückt. Es gibt auch Darstellungen, in welchen die Richtungsvektoren alle gleich groß sind und die Geschwindigkeit farblich gekennzeichnet werden.