Оценка возможностей измерений в методе дифференциальной радиолокационной отражаемости в задачах дистанционного зондирования метеообразования

Оценка возможностей измерений в методе дифференциальной радиолокационной отражаемости в задачах дистанционного зондирования метеообразования

Дьяченко С. С.

Дьяченко Светлана Сергеевна /Dyachenko Svetlana Sergeevna - студент, кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры, радиоконструкторский факультет,

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектронники (ТУСУР),

г. Томск

Аннотация: приводятся результаты первичного анализа возможностей усовершенствования метода дифференциальной радиолокационной отражаемости для решения задач дистанционного зондирования метеообразования. Также получены предварительные результаты дополнительных измерений, указывающие на необходимость учета воздействия дифференциальных факторов (дифференциальное ослабление и дифференциальный сдвиг) на поляризационную характеристику сигнала в процессе распределения от передней границы метеообразования к периферии.

Ключевые слова: радиолокация, отражаемость, поляризация, метеорологический радиолокатор, осадки.

В настоящее время наибольшее применение получили простейшие методы радиолокации, основанные на излучении и приеме линейных ортогональных (горизонтальная и вертикальная) и круговых (левая и правая) поляризаций. При этом следует отметить, что при использовании метода ZD R, основанного на применении двух ортогональных линейных поляризаций, информативная способность повышается [1-2]. Возможности радиолокатора ДМРЛ-С [2], измеряющего дифференциальную радиолокационную отражаемость Z D R (z) , позволяет измерить не только основные компоненты принятого сигнала, но и ортогональные, относительно сигнала излученной линейной поляризации составляющие. С учетом вышеизложенного возникает необходимость анализа влияния указанных характеристик на изменение поляризационной структуры сигнала. Далее опишем алгоритм варианта оценки воздействия указанных факторов на изменения величины дифференциальной радиолокационной отражаемости ZDR в процессе распространения в однородной среде вдоль трассы протяжённостью z км.

Рассмотрим величину модифицированной дифференциальной радиолокационной отражаемости на выходе приёмника с логарифмической характеристикой

I ^хх|) , после подстановки формул можно записать:

Zldr(z) =

cos2a

^ cos2a

Результаты расчетов, приведенные на рисунке 1, показывают, что при умеренной интенсивности осадков изменения модифицированной дифференциальной радиолокационной отражаемости имеют линейный характер в зависимости от начального угла наклона плоскости поляризации излучаемых колебаний и от длины трассы.

Zldr

Рис. 1. Зависимость модифицированной дифференциальной радиолокационной отражаемости Z^R (z) от длины трассы для интенсивности дождя R = 12,5 мм • Ч 1 при различных значениях в .

н

1-900, 2 - 78,750,3 - 1 1,2 50,4 - 67,50,5 - 2 2,50,6 - 5 6,2 50, 7 - 3 3,750,8 - 450,9 - 00

Из рисунка 1 видно, что как и в случае ZD fi(z) имеет место измерение величины ZLD fi(z) , зависящей от четырех параметров z, Д ф , Д а, /?н.

ZLDR

ZLDR

б)

Рис. 2. а) Зависимость модифицированной дифференциальной радиолокационной отражаемости Z^R (z) от длины

трассы для интенсивности дождя R = 50 мм • Ч 1

при различных значениях

в , 6)-R = 150мм • ч-1

1-900, 2 - 78,750,3 - 1 1,2 50,4 - 67,50,5 - 2 2,50,6 - 5 6,2 50, 7 - 3 3,750,8 - 450,9 - 00 С увеличением интенсивности осадков, зависимости дифференциальной радиолокационной отражаемости принимают всё более выраженный характер, проявляется периодичность поляризационных характеристик, возрастает нелинейность этих характеристик. Полученные предварительные результаты указывают на необходимость учета воздействия дифференциальных факторов (дифференциальное ослабление и дифференциальный сдвиг) на поляризационную характеристику сигнала в процессе распространения от передней границы метеообразования к периферии.

Литература

1. Вовшин Б. М., Вылегжанин И. С., Жуков В. Ю., Пушков А. А., Щукин Г. Г. Теория и практика поляризационных измерений в метеорологической радиолокации. / [Электронный ресурс]. // Материалы V Всероссийской научной конференции «Вторые Всероссийские Армандовские чтения», Муром, июнь 2012. - с. 49-54.

2. Ефремов В. С., Вовшин Б. М., Вылегжанин И. С., Лаврукевич В. В., Седлецкий Р. М. Поляризационный доплеровский метеорологический радиолокатор С-диапазона со сжатием импульсов. / [Электронный ресурс]. // Материалы III Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь». - ИРЭ РАН, 26-30 октября 2009 г.