Polarisation  die Ausrichtung in Schwingungsebenen der abgestrahlten / empfangenen Wellen des RADAR. Gemeint ist die E- Ebene. Die Empfangsantenne (n) werden auf eine Polarisation abgestimmt.

Es werden unterschieden: 
lineare Polarisation
kreisförmige und elliptische und
regelbare Polarisation 

Bei der Abstrahlung elektromagnetischer Wellen treten zusätzliche Polarisationsverschiebungen für die empfangnen Welle auf. Diese sind auf das Erdmagnetfeld zurückzuführen. Außerdem treten durch die Verdrehung zusätzliche Phasenunterschiede auf.  Die Verdrehung lässt sich berechnen.  Ionisierung , Lage des Erdmagnetfeldes und geografische Lage bestimmen ebenfalls die  Verdrehung. Der allgemeine Zusammenhang ist :

       Alpha = 6,3   10²º  /  f²

Die effektive Reflexionsfläche fliegender Objekte ist wegen der unregelmäßigen Formen auch von der Polarisationsebene abhängig. Dh. unterschiedliche Polarisationen führen zu unterschiedlichen Reflexionen . (horizontal / vertikal unterschiedlich). Es dreht sich die Polarisationsebene bei Anstrahlung von Zielen mit unregelmäßigen  Ausmaßen. Gegen ebene Flächen ändert sich die Polarisationsebene nicht. Ebenso unterbleiben hier zusätzliche Energieverluste. 

Die Phase der reflektierten Welle ändert sich um 180 °.Bei zirkularer Polarisation werden die beiden senkrecht aufeinander stehenden Komponenten (E , H) ebenfalls ohne Depolarisation reflektiert. Es ändert sich hier deren Drehrichtung um 180°.

Düppel  z.B. depolarisieren die reflektierten Wellen , ebenso wie Kanten oder  komplizierte Flächen. Hier kommt es wegen der Depolarisation zu Energieverlusten
( einer der Wirkungsmechanismen von Stealth )

Regentropfen sind fast kugelförmig und erzeugen bei Anstrahlung mit zirkular polarisierten Wellen auch wieder zirkular polarisierte Reflexionen. Real fliegende Objekte erzeugen wegen ihrer Form Depolarisationseffekte Asymmetrien können durch die Antenne gezielt "herausgefischt " werden. (Wetter-Modus)

Aus der äußeren Antennenform lässt sich die Polarisationsebene nicht erkennen. Vertikale bzw. horizontal orientierte Antennen ( rein äußerlich lassen nichts über deren Polarisation erkennen. 

Die beiden Vektoren drehen sich um die Achse der Ausbreitungsrichtung. Es ist möglich diese Drehung gleichmäßig erfolgen zu lassen                                         (      zirkular  ) (Phase-shifting) in 90° Drehungen .

Erfolgen diese die Abstrahlungen in wagerechter und senkrechter Ebene genau in 90° Phasendifferenz , so addieren sich die Vektoren beider / aller Ebenen zu
einem Vektor konstanter Amplitude / Größe und rotiert gleichmäßig.

Die Vektoren sind immer gleich groß. Bei der linearen Zirkulation stehen E und H -  Vektor auch 90 ° zueinander. Die Größen von E und H ändern sich ständig, beide oszillieren. Die elliptische Polarisation ist ein Mittelding zwischen linearer und zirkularer Polarisation.

Bei normalen Feedhorn ist die Polarisierung fest und abhängig von den geometrischen Ausmaßen des Abstrahlhorns. Die effektive Reflexionsfläche ändert sich mit Verdrehung und Depolarisation (durch äußere Einflüsse /Erdmagnetfeld oder durch das Ziel selbst).

A_r = A₀ * cos² ¢

Ar    Reflexionsfläche effektiv
A₀   Reflexionsfläche ohne Depolarisation
¢       Verdrehungswinkel des E Vektors zum reflektierten E Vektor (Polarisationswinkel)

Bei Verwendung von 2 Antennen/Kanälen mit jeweils 90° Versetzter zirkularer Polarisation und Summierung kann  die Drehung der Polarisation kompensiert werden.

Praktische Anschauung für Polarisation bei mechanischen Antennen:

Feuerleitradar des OSSA (SA 8) . Die Platte vor der eigentlichen Antenne dient als Polarisationsfilter .

Im Prinzip: Abstrahlung vertikal polarisierter el.magn. Wellen -> Reflektion am vertikal orientierten Konterreflektor mit Polarisationsfilter-> Auftreffen an der Reflektionsdreheinrichtung am Reflektor -> L/4 (Lambda - Wellenlänge) -> Phasendrehung 180°, Reflektion am Reflektor und auf "Rückweg" wieder 180° Phasendrehung (summe =360°) -> horizontal polarisierte Welle, kann den Polarisationsfilter ungehemmt passieren.   

 

Das Prinzip wurde u.a. auch bei SA 4 und  der "Shilka" angewandt.

                     

 Mit freundlicher Unterstützung für den Teil  OSSA 8 :   http://home.tiscali.de/frr11wfs/       mit freundlicher Unterstützung Ralf Wagner

Bei wagerechter Polarisation findet an der Erdoberfläche ( wie auch in der Optik) ein 180 ° Phasensprung statt. Die senkrecht polarisierte  Welle wird hier ohne ohne Phasen- Änderung reflektiert.

Die Strahlungsdiagramme ( Empfang ) unterscheiden sich für die Polarisationsarten. Oft wird vertikale Polarisation ( für Ziele in geringen Höhen mit Clutter ) genutzt.

Unterschiede gibt es für die reflektierte Energie am Ziel für die Polarisationsarten. Gleiche Ziele ergeben unterschiedliche effektive Reflexionsflächen .

Bei zirkularer Polarisation lassen sich zusätzlich Wolken , Regentropfen oder sonstige Objekte gezielt empfangen oder gezielt sperren.

Wenn bei rechtsdrehender Polarisation die Reflexion an einem Tropfen linksdrehend wäre, kann man linksdrehende Polarisation an der Antenne sperren. ( wie auch jamming etc. )