Бистатическая взаимная корреляционная функция двух сигналов разнесенных по частоте отраженных водной поверхностью

В активной радиолокации в квазизеркальной области характеристики отраженного сигнала такие как сечение рассеяния и спектральная плотность мощности (доплеровский спектр) не зависят в явном виде от высоты волн (Titchenko, 2020). Для определения высоты волн в радио альтиметрии анализируется форма отраженного импульса. Однако существует и другой подход. Хорошо известны работы (Weissman, Johnson, 1977; Ka et al., 2016) в которых для восстановления дисперсии высот волн предлагается использовать кросс корреляционную функцию двух сигналов, разнесенных по частоте и отраженных водной поверхностью.
В данной работе предлагается расширить известные подходы для расчета кросс корреляционной функции двух сигналов, разнесенных по частоте, на бистатическую постановку задачи учитывая помимо дисперсии высот волн еще дисперсии уклонов волн в двух перпендикулярных плоскостях и коэффициент корреляции уклонов в двух плоскостях. Важно отметить, что модель для формы отраженного импульса в бистатической постановке задачи пока не получены и соответственно не известно будет ли возможность измерения высоты волн данным способом.
В работе приведен аналитический вывод выражения для кросскорреляционной функции двух отраженных в квазизеркальной области радиосигналов близких по частоте. Задача рассматривается в общем виде для бистатической постановки задачи используя приближении Кирхгофа. При выводе учитываются диаграммы направленности излучающей и приемной антенн, которые можно задать асимметричными. Отражающая водная поверхность описывается 4 статистическими параметрами: дисперсией высот, дисперсией уклонов в двух перпендикулярных направлениях и коэффициентом корреляции уклонов в двух перпендикулярных плоскостях. Так же приведено выражение для частного случая излучения и приема сигналов строго по нормали к невозмущенной водной поверхности, что фактически аналогично схеме измерений спутникового радиоальтиметра. В эксперименте предлагается измерять модуль коэффициента корреляции, зависимости которого от расстояния до облучающей поверхности, от дисперсии высот волн, от дисперсии уклонов волн, от диаграммы направленности антенны и от угла падения приведены в работе. Полученное выражения для модуля коэффициента корреляции бистатически отраженных сигналов, разнесенных по частоте, может использоваться для создания новых схем дистанционного зондирования для восстановления дисперсии высот и уклонов волн, а также коэффициента корреляции уклонов в двух перпендикулярных плоскостях.
Исследование выполнено при поддержке гранта Президента РФ для молодых ученых (МК-5028.2022.1.5)