Экспериментальное исследование характеристик радиолокационного сигнала Ка-диапазона при рассеянии на ветровом волнении в присутствии полиэтиленовой пленки на водной поверхности

Поступление пластикового мусора (ПМ) в океан в последние десятилетия достигло угрожающего масштаба, представляя серьезную экологическую угрозу морским экосистемам. В этой связи, проблема дистанционной, прежде всего спутниковой, диагностики ПМ в океане приобрела исключительную важность и широко обсуждается в литературе. Спутниковые наблюдения в видимом диапазоне подтвердили возможности обнаружения пластикового мусора. Однако, возможности оптических спутниковых систем ограничены светлым временем суток и благоприятными метеоусловиями (малая облачность, отсутствие осадков, тумана и пр.). Поэтому, как и в других задачах диагностики океана, важная роль отводится радиолокационным (РЛ) системам, прежде всего радиолокаторам с синтезированной апертурой. В настоящее время, однако, публикаций, относящихся к радиолокационной диагностике ПМ, крайне мало, фактически имеются лишь отдельные наблюдения изменения интенсивности РЛ сигнала в скоплениях ПМ.
Настоящая работа посвящена описанию результатов первых натурных модельных экспериментов с “искусственным ПМ”, в ходе которых исследовались особенности изменчивости характеристик радиолокационных сигналов в присутствии полиэтиленовой пленке на водной поверхности. Наблюдения проводились с маломерного судна, на котором был установлен скаттерометр Ка-диапазона, зондирование проводилось при средних углах падения радиоволн перпендикулярно, либо под углом к скорости ветра. В качестве имитатора ПМ использована упаковочная “пузырчатая” пленка, как неподвижная (заякоренная), так и свободно дрейфующая в поле ветра и волнения, либо гладкая пленка. Исследована изменчивость доплеровских спектров радиолокационных сигналов Ка-диапазона при движении локатора параллельно пленке. Наряду с усилением РЛ рассеяния непосредственно в области пленки, обнаружен эффект ослабления интенсивности РЛ сигнала в подветренной области за пленкой. С использованием установленных на пленке миниатюрных акселерометров зарегистрировано ослабление ветровых волн при прохождении области, занятой пленкой. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-17-00167, https://rscf.ru/project/23-17-00167/ .