Аппаратно-программный комплекс многочастотной радиолокации для мониторинга океана и внутренних водоемов: результаты натурных испытаний.

В настоящее время дистанционное зондирование водной поверхности является важнейшим инструментом оперативного получения информации, необходимой для формирования прогнозов погоды и опасных явлений, рационального осуществления хозяйственной деятельности и экологического мониторинга. Основой для получения информации о состоянии водоемов является изменчивость характеристик ветрового волнения, прежде всего мелкомасштабных ветровых волн, под действием различных процессов в приповерхностном слое водоема и атмосферы. Наличие течений, внутренних волн, неоднородного поля ветра, пленок биогенной природы приводит к вариациям интенсивности мелкомасштабных ветровых волн см-дм-диапазона длин, которые, как правило, являются наиболее чувствительными к указанным процессам и которые определяют рассеяние СВЧ-излучения при радиолокационном зондировании водной поверхности. В 2014-2016 гг. в ИПФ РАН был разработан и изготовлен новый многочастотный радиолокационный комплекс для мониторинга океана и внутренних водоемов (X-/C-/S-диапазонов). Разработка представляет собой аппаратно-программный комплекс, включающий современную аппаратную часть, обеспечивающую генерацию, излучение и прием отраженного от морской поверхности сигнала, а также его оцифровку и предварительную обработку, и программную часть – фактическую реализацию алгоритмов обработки, позволяющих, в частности, различать проявления на морской поверхности неоднородных течений, вариаций поля ветра, сликов, длинных ветровых и внутренних волн. В 2016 г. была проведена серия натурных испытаний комплекса в акваториях Черного моря и Горьковского водохранилища. В частности, выполнены эксперименты по радиолокационному зондированию пленочных сликов. Проанализирована изменчивость в сликах различных компонент радиолокационного сигнала, включая интенсивности радиолокационного рассеяния на ВВ и ГГ поляризациях, а также разностной (“поляризованной”) и неполяризованной компонент сигнала. Получено, что контраст в слике для поляризованной компоненты в целом выше, чем для контрастов на ВВ и ГГ поляризациях, а также для неполяризованной компоненты. Теоретические оценки контрастов в рамках Брэгговской модели радиолокационного сигнала показали лучшее согласие с результатами измерений контрастов для поляризованной компоненты, чем для полной интенсивности рассеяния. Дано сопоставление с результатами спутниковых экспериментов по наблюдению пленочных сликов спутниковым локатором TerraSAR-X на двух соосных поляризациях. Работа выполнена при поддержке Минобрнауки, соглашение о предоставлении Субсидии № 14.607.21.0055, уникальный идентификатор соглашения RFMEFI60714X0055.