СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ Российский патент 1997 года по МПК G01S13/95 

Изобретение относится к технической физике, в частности к радиолокационной метеорологии, и может быть использовано для определения состояния атмосферы.

Известные способы определения состояния атмосферы предусматривают определение характера метеоцелей по параметрам их изображения на экранах МРЛ и значениям отражаемости ( Степаненко В.Д. Радиолокация в метеорологии. Л. 1979, с. 79 123). Недостатком описанного выше способа являются существенные погрешности в определении типа метеоцели.

Этот недостаток в большой мере устранен в способах определения состояния атмосферы, включающих облучение наблюдаемого участка радиоволнами с различной поляризацией ( Канарейкин Д.Б. и др. Поляризация радиолокационных сигналов. М. 1966, с. 396 423). Одним из таких технических решений является способ измерения интенсивности дождя, основанный на облучении дождя первым радиолокационным сигналом линейной поляризации, приеме отраженного сигнала той же поляризации, измерении отношения мощности принятого сигнала к мощности собственных шумов приемника с последующим вычислением радиолокационной отражаемости дождя, облучении дождя вторым радиолокационным сигналом, имеющим круговую поляризацию, приеме отраженного от дождя второго радиолокационного сигнала, измерении отношения мощности второго радиолокационного сигнала к мощности собственного шума приемника с последующим вычислением дождя по измеренным значениям отношений мощности и определении интенсивности дождя по соответствующей формуле ( авт. св. N 1128211, кл. G 01 S 13/95, 07.12.84). Этот способ принят за прототип изобретения.

Задача изобретения дистанционное определение состояния атмосферы, в том числе, наличие в ней радиоактивных примесей.

На чертеже показаны излучаемые импульсы, разделение их при приеме и формировании двух последовательностей.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Наблюдаемый участок атмосферы облучают, например, сантиметровыми волнами с помощью радиолокатора. Первый радиолокационный импульс 2 имеет линейную поляризацию. Отраженный от наблюдаемого участка атмосферы сигнал, соответствующий импульсу 2 принимается, измеряется отношение мощности принятого сигнала к мощности собственных шумов приемника с последующим вычислением радиолокационной отражаемости Z_л наблюдаемого участка атмосферы в отношении импульса 2, излучается второй радиолокационный импульс 3 круговой поляризации. Отражаемый сигнал, соответствующий импульсу 3, принимают, измеряют отношение мощности принятого сигнала к мощности собственных шумов приемника, вычисляют радиолокационную отражаемость Z_к наблюдаемого участка атмосферу в отношении импульсов 3. Импульсы 2 и 3 излучают поочередно с интервалом 1 м/с. Принятые отраженные сигналы, соответствующие импульсам 2 и импульсам 3 отделяют друг от друга и формируют последовательность отраженных сигналов, соответствующих импульсам 2, и последовательность отраженных сигналов, соответствующих импульсам 3. Затем определяют среднее значение принятых отраженных радиолокационных сигналов каждой последовательности. После этого определяют отношение К радиолокационных отражаемостей. Далее определяют конкретное состояние атмосферы следующим образом.

При 1 ≅ K< 2 и Z_л< 20 дб Z (где дб Z отражаемость в децибеллах) констатируют отсутствие гидрометеоров и радиоактивных примесей. При 30 < К < 50 и 20 дб Z ≅ Z_л < 30 дб Z констатируют отсутствие гидрометеоров и наличие радиоактивных примесей. При 5 ≅ K < 30 и 30 дб Z ≅ Z_л < 60 дб Z констатируют наличие гидрометеоров и отсутствие радиоактивных примесей. При 1 ≅ K < 2 и 30 дб Z ≅ Z_л < 60 дб Z констатируют наличие гидрометеоров и радиоактивных примесей. Благодаря излучению по одному импульсу каждой последовательности, практически, например, 10000 импульсов линейной поляризации излучаются в тот же интервал времени, что и 10000 импульсов круговой поляризации (с весьма малым сдвигом, равным интервалу между одиночными импульсами не более 1 м/с). 10000 отраженных и принятых сигналов линейной поляризации дают представление о том же состоянии атмосферы, что и 1000 отраженных и принятых сигналов круговой поляризации, поскольку за 1 м/с каких-либо существенных изменений в состоянии атмосферы не происходит, и погрешность измерения будет минимальной. Проинтегрировав затем 10000 принятых сигналов каждой поляризации, определив их среднее значение, мы определяем Z_л и Z_к для каждой последовательности, соответствующее, практически, одному и тому же интервалу времени и одному и тому же состоянию атмосферы. При определении радионуклидов в атмосфере даже сравнительно малые изменения ее состояния обуславливают большую погрешность. Такие изменения происходят через десятые доли с. При сдвиге в одну тысячную долю с (или менее), что имеет место при подаче импульсов каждой поляризации по одному, эти изменения несущественны и погрешность изменения вполне приемлема. Предложенный способ позволяет на значительном расстоянии установить факт выброса в атмосферу радиоактивных элементов при любом ее состоянии (наличии или отсутствии гидрометеоров).

Это обеспечивает объективный независимый контроль за атомными объектами, в случае выброса радиоактивных примесей в атмосферу позволяет оперативно получить достоверную информацию, необходимую для принятия требуемых мер.

Изобретение относится к радиолокационной метеорологии. Сущность изобpетения: облучают наблюдаемый участок атмосферы первыми радиолокационными импульсами линейной поляризации, принимают отраженные сигналы той же поляризации, измеряют отношение мощности принятого сигнала к мощности собственных шумов приемника с последующим вычислением радиолокационной отражаемости Z_л наблюдаемого участка атмосферы, облучают наблюдаемый участок атмосферы вторыми радиолокационными импульсами круговой поляризации, принимают отраженные сигналы той же поляризации, измеряют отношение мощности принятого сигнала к мощности собственных шумов приемника с последующим вычислением радиолокационной отражаемости Z_к наблюдаемого участка атмосферы, при этом первый и второй радиолокационные импульсы линейной и круговой поляризации излучают поочередно, принятые отраженные сигналы, соответствующие первым и вторым радиолокационным импульсам отделяют друг от друга с формированием двух последовательностей отраженных сигналов. Величины Z_к и Z_к определяют по средним значениям принятых отраженных сигналов, определяют отношению
и по значениям величин К, Z_л и Z_к констатируют отсутствие или наличие гидрометеоров и радиоактивных примесей. 1 ил.

Способ определения состояния атмосферы, заключающийся в том, что облучают наблюдаемый участок атмосферы сигналами в виде первой последовательности радиолокационных импульсов линейной поляризации, принимают отраженные сигналы той же поляризации, измеряют отношение мощности принятого сигнала к мощности собственных шумов приемника, вычисляют величину радиолокационной отражаемости Z_л наблюдаемого участка атмосферы в отношении радиолокационных импульсов линейной поляризации, облучают наблюдаемый участок атмосферы сигналами в виде второй последовательности радиолокационных импульсов круговой поляризации, принимают отраженные сигналы той же поляризации, измеряют отношение мощности принятого сигнала к мощности собственных шумов приемника, вычисляют величину радиолокационной отражаемости Z_к наблюдаемого участка атмосферы в отношении радиолокационных импульсов круговой поляризации, отличающийся тем, что первые радиолокационные импульсы первой и второй последовательностей радиолокационных импульсов линейной и круговой поляризации излучают поочередно, принятые отраженные сигналы, соответствующие излучаемым радиолокационным импульсам, разделяют по времени прихода, формируют две последовательности радиолокационных импульсов линейной и круговой поляризации, интегрируют радиолокационные импульсы каждой последовательности, формируя среднее значение сигнала для каждой последовательности радиолокационных импульсов, по средним значениям сигналов каждой последовательности определяют отношение К Z / Z_к, при 1 ≅ К < 2 и Z_л < 20 дбZ констатируют отсутствие гидрометеоров и радиоактивных примесей, при 30 < К < 50 и 20 дбZ ≅ Z_л ≅ 30 дбZ констатируют отсутствие гидрометеоров и наличие радиоактивных примесей, при 5 ≅ К < 30 и 30 дбZ ≅ Z_л < 60 дбZ констатируют наличие гидрометеоров и отсутствие радиоактивных примесей, а при 1 ≅ К < 2 и 30 дбZ ≅ Z_л < 60 дбZ констатируют наличие гидрометеоров и радиоактивных примесей (где дбZ - отражаемость в децибеллах).