Tecnologia Radar HF

Il meccanismo ficico di base su cui fonda la tecnologia Radar HF è la diffusione di Bragg di onde radio che viaggiano lungo la superfice marina. I radar trasmettono un segnale polarizzato verticalmente che si propaga al di sopra dell'acqua lungo il path radiale dal luogo dov'è situato il supporto dell'antenna fino alla linea di orizzonte, superando così il limite di visibilità dei sistemi radar alle microonde. La salsedine favorisce la conduzione elettrica della superfice dell'acqua. La pioggia o la nebbia non alterano i segnali HF.

L'oceano è una superfice irregolare, con onde marine caratterizzate da andamenti periodici differenti. Le onde oceaniche della superfice marina agiscono come un grande reticolo di diffrazione per cui quando il segnale radar la colpisce esso viene diffuso in diverse direzioni. Secondo il principio di Bragg, il segnale radar produce un eco che ritorna direttamente alla sorgente solo quando il segnale si diffonde lontano da un'onda marina, con lunghezza d'onda pari alla metà della lunghezza d'onda del segnale radio trasmesso e solo quando l'onda marina viaggia lungo un path radiale lontano da o in direzione del radar.

 Le onde elettromagnetiche diffuse aumentano corentemente, producendo un forte ritorno di energia che raggiunge due picchi acuti nello spettro di Doppler.

In seguito alle correnti oceaniche sottostanti, il picco rilevato non ha un effetto Doppler costante. Una volta che la velocità d'onda è stimata dalla relazione di dispersione e sottratta dall'effetto Doppler di frequenza, la componente di velocità radiale della corrente di superfice può essere calcolata.

Installando più di un radar in siti diversi, con un fascio di radiazioni che si sovrappongono, la stessa porzione d'acqua può essere vista da angoli diversi e le componenti della velocità radiale della corrente di superfice possono essere sommate per determinare il vettore totale di velocità della corrente di superfice.

Questi dati, misurati contemporaneamente in differenti punti del mare, possono essere integrati, allo scopo di produrre mappe orarie di vettori di corrente all'interno di una griglia regolare.

Una seconda grandezza misurabile derivante da ciascuna stazione radar è l'altezza e la direzione d'onda, che sono estratte dal secondo ordine dello spettro di Doppler. Ad un aumento dell'altezza d'onda non è associata una corrispondente crescita in altezza dello spettro del primo ordine (picchi di Bragg), poiché in genere questi sono pienamente sviluppati. Tuttavia, c'è un aumento in altezza del picco d'energia del secondo ordine il quale è proporzionale all'energia delle onde marine più lunghe.