Доплеровские спектры сигналов, рассеянные морской поверхностью при настильных углах зондирования
(Результаты натурного эксперимента)

Работа посвящена анализу результатов натурного эксперимента, направленного на исследование особенностей Допплеровских спектров сигналов, рассеянных морской поверхностью при настильных углах зондирования.
Измерения производились с пирса, на конце которого были установлены приборы для микроволновых и контактных измерений. Для измерения спектров сигналов обратного рассеяния использовался двухполяризационный когерентный скаттерометр Ka-диапазона, работавший режиме непрерывного излучения зондирующего сигнала. Синхронно с этим прибором использовался также двухполяризационый импульсный некогерентный локатор X-диапазона с разрешением по дальности порядка 5м. и по азимуту – порядка 10. Этот прибор использовался для получения радиоизображений движущихся рассеивателей электромагнитных волн в координатах «время-дальность», двумерные Фурье – спектры которых использовались для исследованияь дисперсионных и нелинейных свойств крупномасштабных поверхностных волн, модулирующих сигнал обратного рассеяния и определяющих форму Доплеровских спектров, регистрируемых когерентным скаттерометром.
Было установлено, что когда волнение достаточно развито и высоты волн достигают определенного значения, то при угле скольжения, равном или меньшем 50 Доплеровские спектры G( fD ) имеют два максимума на частотах fD1 ) и fD2 ( fD1< fD2). В полученных в этих же условиях волнообразования пространственно-частотном спектре радиоизображения радара X- диапазона наблюдаются гармоники нелинейных поверхностных волн, а также компоненты спектра, обусловленные образованием групп волн.
Для всех двумодовых спектров, полученных на вертикальной поляризации, выполняется соотношение: G( fD1 ) > G(fD2) , тогда как на горизонтальной поляризации картина обратная: G( fD1 ) < G(fD2 ). При неустановившемся и затухающем волнении спектры с двумя максимумами не наблюдались.
В работе показано, что наблюдаемые в эксперименте особенности спектров, возникающие при наличии на поверхности крутых обрушающихся нелинейных волн большой амплитуды, могут быть объяснены а) доминированием различных механизмов обратного рассеяния (резонансного и нерезонансного) на разных стадиях обрушения гравитационных волн, б) наличием затенений части зондируемой поверхности.
Работа выполнена при поддержке Российским Фондом фундаментальных исследований.(Гранты РФФИ 05-02-16384 и 06-05-64600).