При малых углах падения электромагнитного излучения на морскую поверхность доминирующим механизмом обратного рассеяния является квазизеркальное рассеяние и отражение происходит от участков волнового профиля, ориентированных перпендикулярно падающему излучению. Для количественного описания отраженного сигнала применяется метод Кирхгофа, который в явном виде связывает статистические характеристики поверхностного волнения и мощность отраженного сигнала.
Волновой скаттерометр SWSIM впервые выполняет измерения под разными азимутальными углами при малых углах падения. Был предложен алгоритм оценки дисперсии уклонов крупномасштабного, по сравнению с длиной волны излучения, волнения по азимутальной зависимости [1, 2] для морского волнения.
Можно предположить, что параметры ветрового волнения, сформировавшегося в речных условиях, существенно отличаются от параметров морского волнения. Для исследования этого вопроса был проведен цикл измерений доплеровским радиолокатора Ka-диапазона, установленным на метромосте через реку Ока в черте г. Нижний Новгород. Целью эксперимента была проверка работоспособности разработанного алгоритма и измерение дисперсии уклонов крупномасштабного волнения, сформировавшегося на речном течении.
В ходе эксперимента измерялась зависимость мощности отраженного сигнала от азимутального угла для разных углов падения. Для определения дисперсии уклонов использовалась азимутальная зависимость сечения обратного рассеяния, измеренная при одном угле падения. Было показано, что по сравнению с морским волнением, глубина азимутальной «модуляции» дисперсии уклонов крупномасштабного волнения больше для волнения на реке.
Проведенное сравнение дисперсии уклонов крупномасштабного волнения, восстановленной новым алгоритмом, с результатами обработки известным алгоритмом, использующим зависимость сечения обратного рассеяния от угла падения, подтвердило эффективность нового подхода. В ходе дальнейших исследования планируется сравнить дисперсии уклонов крупномасштабного волнения в Ka- и X-диапазонах.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект 20-17-00179).