Simulatore radar per il monitoraggio della cenere vulcanica

The ever-increasing use of airspace for the transport of people and goods, exposes routes to the crossing of areas of the planet affected by volcanic phenomena. From this situation arises the need to monitor and profile the dispersion of volcanic ash in the atmosphere in order to assess the necessary countermeasures and safeguard flight safety. In this thesis, a radar simulator written in Matlab environment at the Politecnico di Milano is presented, whose main objective is to recreate the sequence of IQ signals received by an X-band radar in order to to monitor a volcanic ash dispersion. From this sequence the code estimates the received power, the doppler spectrum, the reflectivity radar Z and physical ash parameters such as concentration, population and mean diameter. In addition, the simulator provides an estimate of the average speed, derived from the Doppler and validated by a Pulse Pair Processing code, developed as part of this thesis work.

L'utilizzo sempre crescente dello spazio aereo per i trasporti di persone e merci, espone le rotte all'attraversamento di zone del pianeta interessate da fenomeni vulcanici. Da questa situazione sorge la necessità di monitorare e profilare la dispersione della cenere vulcanica in atmosfera al fine di valutare le contromisure necessarie e salvaguardare la sicurezza dei voli. In questo lavoro di tesi viene presentato un simulatore radar scritto in ambiente Matlab al Politecnico di Milano, il cui obiettivo principale è quello di ricreare la sequenza di segnali IQ ricevuta da un radar in banda X atto a monitorare una dispersione di cenere vulcanica. Da questa sequenza il codice stima la potenza ricevuta, lo spettro doppler, la riflettività radar Z e i parametri fisici della cenere quali la concentrazione, la popolazione e il diametro medio. In aggiunta il simulatore fornisce una stima della velocità media, ricavata dallo spettro Doppler e validata da un codice di Pulse Pair Processing, sviluppato nell’ambito di questo lavoro di tesi.