Исследование возможности определение высоты значительного волнения из космоса по взаимной корреляционной функции двух отраженных сигналов, разнесенных по частоте

Для решения задачи измерения значительной высоты волны в бистатической постановке задачи предлагается использовать подход, основанный на измерении функции взаимной корреляции двух близких по частоте отраженных сигналов (Ka et al., 2016, Titchenko et al., 2023). Этот подход хорошо известен и успешно опробован в экспериментах на самолетах. Преимущество этого подхода перед традиционным, основанным на анализе формы отраженного импульса, заключается в более простом теоретическом описании, в рамках которого в бистатической постановке задачи получается явная связь между значительной высотой волн и другими параметрами волн, и измеряемым параметром, модулем коэффициента взаимной корреляции. Предложенный подход имеет трудности при реализации на спутниковых носителях в моностатической постановке задачи, поскольку требует сверх узкой диаграммы направленности антенны. В данной работе рассматривается вариант реализации спутниковой бистатической постановки задачи измерения значительной высоты волны на основе подхода измерения взаимно-корреляционной функции двух отраженных сигналов, разнесенных по частоте.
В результате исследования можно сделать вывод, что бистатическая схема измерения с приемником (или излучателем), расположенным на орбите Земли, позволяет измерять значительную высоту волн на основе измерения функции взаимной корреляции двух близких по частоте отраженных сигналов. Ответная часть, излучатель (или приемник), в этой схеме должна располагаться на самолете или маяке. При этом не накладывается жестких ограничений на диаграмму направленности антенны на орбите, что может быть полезно при создании компактных спутников. Кроме того, формула для коэффициента корреляции сигнала предполагает возможность измерения другого параметра волнения: дисперсии наклона волн. Важным преимуществом предложенного подхода является отсутствие требования строго зеркального расположения приемника относительно излучателя. В результате значительная высота волны может быть измерена в полосе обзора. В рамках работы приводятся результаты экспериментальной проверки возможности определения высоты волн при наклонном зондировании. Эксперимент проведен в высокоскоростном ветроволновом канале ИПФ РАН с использованием модифицированного радиолокатора Ka-диапазона.
Теоретическое исследование выполнено при поддержке гранта Президента РФ для молодых ученых (МК-5028.2022.1.5). Экспериментальная часть работы выполнена при поддержке гранта Президента РФ для молодых ученых (МК-2336.2022.1.5).