Radio wave depolarization simulator based on the SC EXCELL model

The depolarization caused by the non-sphericity of hydrometeors has to be taken in due account in the design of satellite communication systems making use of polarization diversity to increase the bandwidth made available. Even if many authors have already discussed this issue from the theoretical and the experimental point of view, a simulator for the evaluation of the depolarizing effects caused by hydrometeors in their different physical states is still missing. In this work we present a tool to support the analysis of the crosspolar discrimination (XPD) measurements allowing a better understanding of the different contributions to the total depolarization, of the impact of the time and space variability of the instantaneous particle size distribution and drop shape. These last ones are found to be the most relevant characteristics in the rain XPD. Hydrometeor composition and temperature effects are noticeable when considering ice crystals and melting particles. The dimension of the cell affects significantly the total XPD but not the single contributions.

La depolarizzazione causata dalla non sfericità delle idrometeore dev'essere presa in considerazione nel progetto di sistemi di comunicazione satellitari che usano la diversità di polarizzazione per aumentare la banda disponibile. Anche se molti autori hanno già discusso questo tema dal punto di vista teorico e sperimentale, non è ancora presente un simulatore per la valutazione degli effetti depolarizzanti causati dalle idrometeore nei loro diversi stati fisici. In questo lavoro è presentato uno strumento di supporto all'analisi delle misure di discriminazione crosspolare (XPD), il quale permette una migliore comprensione dei diversi contributi alla depolarizzazione totale, dell'impatto della variabilità spaziale e temporale della distribuzione dei diametri e della forma delle particelle. Queste ultime due caratteristiche sono le più rilevanti nella XPD causata dalla pioggia. Gli effetti della composizione e della temperatura delle idrometeore sono notevoli quando si considerano i cristalli di ghiaccio e le particelle in scioglimento. La dimensione della cella contribuisce notevolmente alla XPD totale, ma non ai singoli contributi.