Weerwoord | Daar is sprake van typische dual-PRF aliasing

Doppler radars hebben een beperkte maximale snelheid (Nyquist-snelheid) die ondubbelzinnig kan worden gedetecteerd. Als de werkelijke snelheid hoger ligt dan kan de radar die niet onderscheiden van een bepaalde lagere snelheid, zodat de bepaalde snelheid met 2n*V_nyquist (n integer) afwijkt van de werkelijke snelheid.

Omdat de Nyquist-snelheid schaalt met de golflengte waarop de radar uitzendt, is die Nyquist-snelheid voor C-band radars een factor 2 lager dan voor S-band radars. Er bestaan echter enkele technieken (naast algoritmes die achteraf dealiasen, maar dat is slecht doenbaar met de lage single-PRF Nyquist-snelheden bij C-band radars van typisch 7-12 m/s) om toch hogere snelheden te kunnen meten, elk met z'n eigen gebreken.

Een ervan is de dual-PRF techniek, waarbij met 2 verschillende PRF's (Pulse Repetition Frequency) wordt gerekend. De ene radiaal wordt dan met de ene PRF gescand, en de volgende met de andere PRF. Door de data van beide PRF's te combineren kan de Nyquist-snelheid verhoogd worden. Dat combineren werkt echter alleen goed als de werkelijke snelheden in aangrenzende radialen weinig van elkaar verschillen, en dat is natuurlijk niet altijd het geval. Als het verschil te groot is krijg je de typische dual-PRF aliasingsfouten, waarbij de bepaalde snelheid met een factor 2n*V_nyquist (afhankelijk van de PRF, en dus wisselend per radiaal) afwijkt van de werkelijke snelheid.

Dit geeft de typische spikkels in de snelheid bij dual-PRF data, en daar is op dit radarbeeld sprake van. Ik heb zelf een radarbeeld van de radar in Essen gepakt voor 16:55Z (en 1.5 graden), en dat laat inderdaad aliasingsfouten zien in het gebied waar op jouw radarbeeld de groene kleuren zitten. Vergelijking met data uit omringende bins maakt echter duidelijk dat het hier om aliasingsfouten gaat.

Hopelijk maakt dit verhaal duidelijk dat je erg voorzichtig moet zijn bij de interpretatie van dual-PRF snelheden, en om die reden raad ik sterk af om die radarbeelden van Kachelmann te gebruiken die je daar toont. De schaal is veel te grof om goed in te kunnen schatten of er sprake is van aliasingsfouten of niet (de stap in snelheid is gemiddeld ongeveer een idiote 20 km/h, en dat is ongeveer de helft van de single-PRF Nyquist-snelheden van 11 en 7.3 m/s bij de Duitse radars).

Bij de individuele radars is de schaal wat minder grof, waardoor die data wat beter bruikbaar is. Nog steeds is die schaal echter te grof naar mijn idee, en bovendien heb je nog steeds het probleem dat data van poolcoordinaten naar cartesische coordinaten is getransformeerd. Hiervoor is middeling over radarbins nodig in de buurt van de radar (vanwege de kleine bins daar), en bij aliasingsfouten resulteert dat in foute snelheden die moeilijker te detecteren zijn, omdat ze niet typisch met 2n*V_nyquist van de werkelijke snelheid afwijken.