Способ радиоакустического зондирования атмосферы

 

Изобретение относится к области метеорологии и предназначено для дистанционного измерения вертикальных профилей температуры до высоты несколько сот метров. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры и увеличение дальности зондирования . Способ зaкJBoчaeтcя в посылке мощного звукового импульса и непрерывной радиоволны, которая отражается от звуковой волны с доплеровским сдвигом частоты, пропорциональным скорости звука. По измерениям доплеровского сдвига радиоволны рассчитывается температура воздуха. Способ отличается тем, что излучают частотно-модулированный звуковой импульс. $

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 11 4 С 01 W 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267684/24-10 (22) 25.06.87 (46) 15.01.89. Бюл. У 2 (71) Институт физики атмосферы

АН СССР (72) И.В.Петенко и А.Н.Бедулин (53) 651.508.9(088.8) (56) Каллистратов М.А., Кон А.И.

Радиоакустическое зондирование атмосферы. - М.: Наука, 198$, с.197.

Авторское свидетельство СССР

Ф 883837, кл. G 01 W 1/00, 1980. (54 ) СПОСОБ РАДИОАКУСТИЧЕ СКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ.АТМОСФЕРЫ (57) Изобретение относится к области

„„SU„„.1451628 А1 метеорологии и предназначено для дистанционного измерения вертикальных профилей температуры до высоты несколько сот метров. Цель изобретения— повышение точности измерения температуры и увеличение дальности зондирования. Способ заклочается в посылке мощного звукового импульса и непрерывной радиоволны, которая отражается от звуковой волны с доплеровским сдвигом частоты, пропорциональным . скорости звука. По измерениям доплеравского сдвига радиоволны рассчитывается температура воздуха. Способ отличается тем, что излучают частотно-модулированный звуковой импульс.

145 1 628

Изобретение относится к метеорологии, в частности к дистанционному зондированию атмосферы, и может быть использовано для дистанционного изме5 рения профилей абсолютной температуры в атмосфере.

Цель изобретения - повышение точности определения температуры и увеличения дальности зондирования. 10

Способ реализуется следующим образом.

В атмосферу посылают частотно-модулированный звуковой импульс, т.е. импульс, частота заполнения которого меняется по какому-либо закону, и непрерывную радиоволну, принимают радиоизлучение, отраженное от квазипериодической неоднородности, создаваемой звуковой волной, измеряют до- 20 плеровский сдвиг частоты радиосигнала, вычисляют температуру по измеренному значению доплеровского сдвига частоты.

Необходимость замены импульса с 25 синусоидальной несущей частотно-модулированным вызвана следующим обстоятельством. Периодическая решетка, образованная импульсом с синусоидальным заполнением, обладает высокими 30 резонансными свойствами, т.е. эффективно отражает лишь те волны, для которых условие Брэгга выполняется с точностью (и N), где Н вЂ” число периодов в решетке. Так, при Б = 200 допустимое отклонение температуры составляет «+1,0, что существенно

Ч меньше реальных изменений температуры с высотой. Помимо уменьшения эффективности отражения при неточ- 40 ном выполнении условия Брэгга, искажается доплеровский спектр отраженного сигнала. Это связано с тем, что результирующий спектр принимаемого радиосигнала формируется в резуль- 45 тате суперпоэиции волн, отраженных от различных участков рассеивающего объема, скорость звука в котором меняется от точки к точке иэ-за турбулентных флюктуаций и градиента температуры, соответственно, доплеровские сдвиги частот этих волн различны. При этом наиболее эффективно отражаются волны от тех участков объема, где условие Брэгга выполняется точнее, вследствие чего результирующий доплеровский спектр не точно соответствует распределению скорости звука в рассеивающем объеме, а его центр тяжести смещен в сторону частоты, соответствующей точному выполнению условия Брэгга.

Устранение этих эффектов возможно путем использования решетки с равномерным коэффициентом отражения в области возможных расстроек от. условия Брэгга. Такую решетку можно по. лучить, используя частотно-модулированный звуковой импульс. Величина девиации частоты должна составлять

+ (0,2-0,5)7 средней частоты, что определяется величиной реальных градиентов и флюктуаций температуры в атмосфере.

Изменения температуры вдоль профиля, приводящие к ослаблению сигнала из-за нарушения условия Брэгга при звуковом импулЬсе с синусоидальным заполнением не вызывают уменьшения сигнала, отражающегося от решетки с модулированным периодом, имеющей равномерный коэффициент отражения, и не искажают доплеровский спектр отраженной радиоволны.

Способ может быть реализован с помощью устройства, приведенного на чертеже. Устройство содержит передающую радиоантенну 1, акустический излучатель 2, приемную радиоантенну

3, радиопередатчик 4, усилитель 5 мощности звукового сигнала, радиоприемник 6, генератор 7 частотно-модулированного звукового импульса, блок 8 управлянщих импульсов, измеритель 9 частоты, вычислительное устройство 10 и коммутатор 11.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ радиоакустического зондирования атмосферы путем посылки звукового импульса, лоцирования его радиоволной и определения температуры атмосферы по доплеровскому сдви у частоты отраженных от звукового импульса радиоволн, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности определения температуры и увеличения дальности зондирования, используют частотномодулированный звуковой импульс, величина девиации частоты в котором составляет + (0,2—

0,5)7 от средней частоты.

1451628

Составитель В,Васильков

Редактор Л.Пчолинская Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 7076/44 Тираж 483 Подписное

ВН161ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,