Middle Atmosphere Alomar Radar System – MAARSY

69,30 ° N, 16,04 ° E

Våren 2011 fullførte IAP installasjonen av en ny kraftig VHF-radar på den nordnorske øya Andøya ( 69,30 ° N, 16,04 ° E ). Det nye Middle Atmosphere Alomar Radar System ( MAARSY ) erstatter ALWIN-radaren som har blitt operert kontinuerlig på Andøya i mer enn 10 år.

MAARSY er et monostatisk radarsystem som drives på 53,5 MHz med en aktiv faset arrayantenne bestående av 433 Yagi-antenner. Yagi-antennene med 3 elementer er anordnet i et likesidet trekantnett som danner en sirkulær åpning på omtrent 6300m^2. Hver individuelle antenne er koblet til sin egen sender / mottaker med uavhengig fasekontroll og en skalerbar utgang opp til 2 kW. Dette arrangementet tillater veldig høy fleksibilitet av stråledannelse og strålstyring med en symmetrisk radarstråle med en minimum halvkraftsbredde på 3,6 °, en maksimal direktivgevinst på 33,5 dBi og en total overført toppeffekt på omtrent 800 kW.

Antennegruppen er delt inn i 61 undergrupper, 55 av gruppene er sekskanter og består av 7 antenner hver, 6 undergrupper inneholder 8 antenner hver og er plassert i omkretsen av antennesystemet, noe som gjør det totale feltet tilnærmet en sirkulær form. Strålebredden til strålingsmønsteret til en enkelt sekskantstruktur er omtrent 30 °, den for en kombinasjon av 7 tilstøtende sekskantede undergrupper ( anemonstruktur ) er omtrent 11 °.

De 433 Yagi-antennene som er utviklet og bygget ved IAP, er koblet til 433 mottakermoduler, som er plassert i 6 containere i omkretsen av feltet. Frekvens-, fase- og utgangseffekten til senderne er justerbar og overvåkes kontinuerlig. Overførings- og mottaksteknologien til radaren ble produsert av det australske selskapet Genesis Software Pty Ltd.

IF-signalene til hver 7 sender / mottaker koblet til hver 7 antenner anordnet i en sekskant er kombinert til 61 mottakskanaler. Valgte kanaler eller kombinasjoner av IF-signaler sendes til et 16-kanals datainnsamlingssystem med 25 m prøvetakingsoppløsning og 16-bits digitalisering spesifisert. Den høye fleksibiliteten til MAARSY gjør det mulig å svinge klassisk Doppler-stråle samt eksperimenter med forskjellige strålebredder og bruk av moderne interferometriske applikasjoner, f.eks. bruk av bildeteknikker for å studere mesosfæriske strukturer ( Sommer et al., 2016 ) eller plasseringen av meteorhode ekko ( Schult et al., 2015 ).

Pulsfunksjonaliteten til radaren tillater kvasi samtidig overføring av signaler i forskjellige lengder. Dette gjør det mulig å overføre en kort puls for lag med en typisk høy ryggskatterkoeffisient som den nedre troposfæren, og en lang, kodet puls med høyere gjennomsnittlig effekt for den øvre troposfæren og den nedre stratosfæren, som har en nedre backscatter-koeffisient, så vel som mesosfæren. I standard drift utføres derfor målinger samtidig i mesosfæren, stratosfæren og troposfæren, fra 1,5 km høyde med 150 m oppløsning og fra 6 km høyde med 300 m oppløsning.

I 2018 ble MIMO-metoden integrert i det vanlige MAARSY-radarkontrollsystemet. En firmwareoppgradering muliggjør nå overføringer i uavhengige deler av hele antennefeltet. I kombinasjon med de eksisterende 15 mottakskanalene, som er koblet til individuelle antennesubgrupper ( heksagoner ), opprettes en større, virtuell antenneåpning. I kombinasjon med bildeteknikker ( Urco et al., 2019 ), mesosfæriske strukturer kan nå oppdages med en tidligere uoppnådd vinkeloppløsning på omtrent 0,6 °.