Хорус (радар) ⇐ Васина Википедия

[wiki_en]

Национальная лаборатория сильных штормов
Метеорологический радар

«Horus» — это установленный на грузовике цифровой поляриметрический радар с фазированной решеткой, разработанный и эксплуатируемый Центром передовых радиолокационных исследований Университета Оклахомы в сотрудничестве с Национальной лабораторией сильных штормов.
==История и развертывание==
Центр перспективных радиолокационных исследований начал работу над разработкой радаров с фазированной решеткой для исследования погоды в середине 2000-х годов, а подробный план создания радара для получения изображений атмосферы (AIR) был представлен на 33-й конференции по радиолокационной метеорологии в 2007 году.
Первый прототип был испытан в 2019 году, а после нескольких лет разработки Horus был завершен осенью 2022 года.
==Технические характеристики==
Horus использует планарный двумерный (2D) полностью цифровой поляриметрический радар с фазированной решеткой (PPPAR), состоящий из 25 панелей, состоящих из 1600 отдельных элементов.

Horus работает в S-диапазоне, среднем диапазоне частот, который предлагает больший диапазон и страдает от значительно меньшего затухания, чем X-диапазон и C-диапазон, за счет более низкого разрешения. Тем не менее, радары S-диапазона по-прежнему способны обеспечивать разрешение, достаточно высокое для детального метеорологического анализа, но для компенсации этого обычно требуются длинные антенны, что можно увидеть с помощью NEXRAD и WSR-74|WSR-74-S.
В зависимости от используемого режима сканирования Horus может выполнять сканирование небольших секторов всего за 2–4 секунды, а более традиционные сканирования PPI и RHI – за 60–90 секунд. Такое сканирование выполняется значительно быстрее, чем традиционные параболические радары с механическим сканированием: NEXRAD требуется 5–10 минут для создания диаграммы объемного охвата (VCP) на 360°.
==Режимы сканирования==
Полностью цифровая архитектура Horus позволяет ему использовать широкий спектр традиционных и расширенных режимов сканирования, недоступных традиционным параболическим антеннам и даже другим системам с фазированной решеткой.
===Традиционные режимы сканирования метеорадиолокаторов===

*'''Индикатор планового положения (PPI) сканирует:''' Луч радара перемещается по горизонтали электронным способом на 90° при фиксированной высоте и без механического вращения радара. Это создает двухмерное радарное сканирование, но луч радара можно перемещать на разных высотах, чтобы создать трехмерное объемное сканирование. Horus может создавать трехмерное сканирование в диапазоне углов места 0–20° и азимуте 90° за период времени 60–90 секунд, что значительно короче, чем у традиционных радаров.

*'''Сканирование индикатора дальности-высоты (RHI):''' Луч радара перемещается по вертикали электронным способом с фиксированным азимутом без механического вращения радара. Это создает двухмерное вертикальное поперечное сечение грозовой структуры, но луч радара можно поворачивать вертикально по нескольким азимутам, чтобы создать трехмерное объемное сканирование. Подобно сканированию PPI, трехмерное объемное сканирование занимает от 60 до 90 секунд. Этот метод может ограничить временное разрешение.

===Несколько лучей передачи===
*'''Одновременная передача лучей:''' Радар создает несколько одновременных лучей в нескольких направлениях. Это позволяет Horus сканировать несколько углов возвышения или азимутов одновременно и позволяет быстро обновлять данные радара на малых высотах, что может помочь в уточнении сильных градиентов отражательной способности и быстро меняющихся сред, таких как мезоциклон во время торнадогенеза. Однако для одновременной передачи нескольких лучей требуется, чтобы Хорус разделил мощность между количеством излучаемых радиолокационных лучей, что ухудшает усиление и минимальный обнаруживаемый сигнал по сравнению со сканированием одного луча, проводимым в традиционных режимах сканирования. Эта деградация означает, что Horus обычно передает только 3–7 лучей одновременно. При использовании режима одновременной передачи луча он обычно сочетается с механическим вращением радара, что позволяет выполнить сканирование на 360° с высоким разрешением при угле места 20° всего за 90 секунд.

*'''Квазиодновременная передача лучей:''' Радар создает несколько лучей, направление которых меняет направление от импульса к импульсу, при этом направление наведения разделяется примерно на одну ширину импульса. Преимущество этого режима заключается в том, что он уменьшает загрязнение главного лепестка боковыми лепестками при резких градиентах, сохраняя при этом усиление на полной апертуре. Однако у него есть обратная сторона: длина импульса в каждом направлении рулевого управления уменьшается пропорционально количеству передаваемых лучей, что снижает обнаруживаемость эха.

===Радарная визуализация===
*'''Одномерная порча:''' Луч передачи расширен настолько, что он шире, чем традиционный карандашный луч. Для 1D-повреждения радар вращается, обеспечивая сканирование на 360° с углом места более 20°. Это обеспечивает гораздо более быстрое обновление за счет углового разрешения, позволяя выполнять полное сканирование всего за 10–30 секунд. Это особенно полезно для документирования быстрого развития штормов и сбора плотных вертикальных выборок.

*'''Двумерное искажение:''' Луч передачи расширен как по азимуту, так и по углу места, чтобы быть больше, чем у традиционных карандашных лучей. Обычно это проводится на участках размером (5° x 5°) или (10° x 10°) и используется для получения азимутального покрытия 90° всего за 2–4 секунды без использования механического вращения радара. Это позволяет чрезвычайно быстро обновлять данные в определенных интересующих областях, таких как мезоциклон суперячейки, собирая данные с высоким временным разрешением. Однако у расширенного луча есть обратная сторона: снижается видимость осадков и угловое разрешение.

===Сводка режимов сканирования===

==Будущее применение==
Радар Horus был разработан в качестве испытательного стенда для передовой цифровой технологии с фазированной решеткой и оценки потенциальных применений этой технологии в замене NEXRAD NOAA под названием RADAR NEXT.

==См. также==
*Центр передовых радиолокационных исследований
*Фазированная решетка
*Цифровая антенная решетка
*Мобильный радар наблюдения за торнадо

*[https://www.radartutorial.eu/15.weather/wr51.en.html Радар с двойной поляризацией -radartutorial.eu]
*doi:10.1175/BAMS-D-21-0172.1|Букварь по радиолокационной технологии с фазированной решеткой для атмосферных наук
*[https://research.noaa.gov/a-clear-visio ... ure/Проект RADAR NEXT]
Метеорологические радары
РЛС с фазированной решеткой
Метеорологические исследования и полевые проекты
Суровая погода и конвекция
Погоня за штормом
Университет Оклахомы

Подробнее: https://en.wikipedia.org/wiki/Horus_(radar)