Бистатическая локация поверхности моря СВЧ- радиоизлучением Солнца

Расчет взаимодействия радиоволн с морской поверхностью представляет собой весьма сложную задачу. Этому вопросу посвящено значительное количество статей, докладов и монографий [1-4]. Для микроволновой радиометрии требование аккуратного учета влияния поверхностного волнения с его шероховатостью, пенным покровом и рядом других специфических факторов имеет особое значение. Постоянная необходимость качественного улучшения методик восстановления пространственного распределения значений параметров системы “океан-атмосфера” означает, в свою очередь, необходимость учета всех природных и антропогенных компонент, дающих вклад в измеряемую антенную температуру [2]. В отличие от активной радиолокации, в случае ее пассивного аналога, т.е. СВЧ или микроволновой радиометрии у нас нет возможности минимизировать относительную величину вклада сторонних источников за счет увеличения мощности зондирующего сигнала. Учет шероховатости, как правило, осуществляется по моделям квазизеркального рассеяния на крупных волновых площадках вблизи направления зеркального отражения к средней поверхности и различным моделям диффузного рассеяния на мелкомасштабных волновых структурах вдали от этого направления. В первом случае наиболее часто используется модифицированный тем или иным образом метод Кирхгофа (МК) [1-5], а для описания процессов рассеяния в области диффузного рассеяния обычно используют метод малых возмущений (ММВ), что означает, помимо ограничения на размер неровностей, еще и требование их пологости [1,2]. При практическом применении, как вариантов метода Кирхгофа, так и его двухмасштабных аналогов приходится “расшивать” многочисленные “узкие” места этих методов. Ни одна из существующих в настоящее время радиационно-геофизических моделей не может полностью удовлетворить потребности дистанционного зондирования. Для совершенствования уже существующих и вновь разрабатываемых моделей требуется улучшать качество и наращивать количество выполняемых эталонных измерений.
По целому ряду причин, представляется необходимым выполнение эталонных экспериментов по бистатической локации поверхности моря мощным точечным источником шумового сигнала. В качестве такового разумно рассмотреть наиболее мощный из имеющихся вокруг нас природных источников – Солнце. При наличии волнения и, в зависимости от высоты Солнца над горизонтом, возможны 2 способа измерений: 1) в режиме “солнечная дорожка” при ”почти фиксированном” положении Солнца возможно выделение его подсвета методом азимутального сканирования при пошаговом изменении надирного угла приемной антенны; 2) при фиксированном положении приемной антенны возможно также длительная запись интересующего сигнала, определяемая дневным ходом светила. Материалы такого рода получены в ходе экспедиций ИРЭ им.В.А.Котельникова РАН и ИКИ РАН [7,8]. В работе проводится сравнение модельных расчетов и данных эксперимента в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Формулируются требования к методике и условиям проведения экспериментов в дальнейшем, с целью получения набора эталонных данных для последующего улучшения существующих моделей расчета.

Работа выполнена за счет бюджетного финансирования в рамках госзадания по теме № 0030-2019-0008.