Чувствительностью поляризационного отношения к изменениям температуры морской поверхности при зондировании в СВЧ диапазоне


https://doi.org/10.24108/rdeng.0417.00000104

Полный текст:


Аннотация

Анализируется влияние физико-химических характеристик морской воды на формирование сигнала радиолокатора, работающего в СВЧ диапазоне. Анализ проводится для углов падения от 25°до 75°. При указанных углах регистрируемый сигнал локатора определяет резонансный механизм рассеяния радиоволн шероховатой поверхностью. Для численного моделирования используется модель, построенная на основе двухчастотной аппроксимации Дебая. Модель описывает зависимость комплексной относительной диэлектрической проницаемости воды от температуры, солености и частоты зондирующей радиоволны.

Основным фактором, определяющим величину нормированного сечения обратного рассеяния радиосигнала является изменение уровня шероховатости морской поверхности. Использование поляризационного отношения позволяет исключить этот фактор, оставив только зависимость от угла падения и комплексной относительной диэлектрической проницаемости. Зависимость поляризационного отношения от температуры и солености морской воды возникает вследствие разной чувствительности к этим параметрам уровня рассеянного назад сигнала на разных поляризациях. На горизонтальной поляризации чувствительность выше, чем на вертикальной.

Чувствительность поляризационного отношения к изменениям относительной диэлектрической проницаемости растет с ростом угла падения. Также она растет с уменьшением длины радиоволны, т.е. наибольшая чувствительность наблюдается при зондировании в миллиметровом диапазоне. Если зондирование проводится в миллиметровом диапазоне длин волн при угле падения 75°, то относительное изменение поляризационного отношения может достигать 10 % при изменении температуры на 5°. Относительное изменение поляризационного отношения при зондировании под углом падения 25° примерно в десять раз ниже. Показано, что изменения солености в тех пределах, которые наблюдаются в Мировом океане, приводят к относительно небольшим изменениям поляризационного отношения, по сравнению с изменениями, вызванными вариациями температуры.


Об авторах

А. С. Запевалов
Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь
Россия

Запевалов Александр

ведущий научный сотрудник отдела дистанционных методов исследований



М. И. Ожиганова
Севастопольский государственный университет, Севастополь
Россия


И. П. Шумейко
Севастопольский государственный университет, Севастополь
Россия


Список литературы

1. Арманд А.Н., Тищенко Ю.Г., Аблязов В.С., Халдин А.А. Спутниковые СВЧ радиометры дециметрового диапазона // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов. 2008. Вып. 5. Т. 1. С. 214-218.

2. Meissner T., Wentz F.J. The complex dielectric constant of pure and sea water from microwave satellite observations // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2004. Vol. 42. No. 9. Pp. 1836-1849. DOI: 10.1109/TGRS.2004.831888

3. Valenzuela G.R. Theories for the interaction of electromagnetic and ocean waves - a review // Boundary Layer Meteorology. 1978. Vol. 13. № 1-4. Pp. 61-85.

4. Терехин Ю.В., Пустовойтенко В.В. Влияние температуры и солености морской воды на характеристики радиолокационного сигнала СВЧ-диапазона // Исследование Земли из космоса. 1986. № 2. С. 16-20.

5. Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В. Влияние физико-химических характеристик морской воды на резонансное рассеяние радиоволн морской поверхностью // Журнал Радиоэлектроники. 2014. № 9. С. 6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/iso/sep14/4/text.pdf (дата обращения 5.09.2017).

6. Кузмин Ф.В. Влияние изменчивости физико-химических характеристик морской среды на точность дистанционного определения скорости ветра // Журнал Радиоэлектроники. 2016. № 4. С. 10. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/apr16/10/text.pdf (дата обращения 5.09.2017).

7. Запевалов А.С. Способ дистанционного определения относительной диэлектрической проницаемости среды под границей атмосфера-океан: пат. 2 623 668 С1 Российская Федерация. 2015. Бюл. № 19. 5 с.

8. Запевалов А.С., Шумейко И.П., Ожиганова М.И. Изменения поляризационного отношения при резонансном рассеянии радиоволн морской поверхностью // Журнал Радиоэлектроники. 2016. № 2. С. 4. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/feb16/10/text.pdf (дата обращения 5.09.2017).


Дополнительные файлы

Для цитирования: Запевалов А.С., Ожиганова М.И., Шумейко И.П. Чувствительностью поляризационного отношения к изменениям температуры морской поверхности при зондировании в СВЧ диапазоне. Радиостроение. 2017;(4):28-36. https://doi.org/10.24108/rdeng.0417.00000104

For citation: Zapevalov A.S., Ozhiganova M.I., Shumeyko I.P. Polarization Ratio Sensitivity to Changing Sea Surface Temperature in Microwave Sounding. Radio Engineering. 2017;(4):28-36. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/rdeng.0417.00000104

Просмотров: 73

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-926X (Online)