Радиоакустический способ определения сдвига ветра Советский патент 1983 года по МПК G01S13/95 

Изобретение относится к метеорол гии и может использоваться в авиации для предупреждения об опасных я лениях погоды при взлете и поссщке летательных аппаратов. Известны радиолокационные и акус тические дистанционные бесконтактны способы измерения профиля ветра Ц Однако такие способы работоспосо ны не при всех погодных условиях. Р диолокч ционный способ может быть ис пользован только при наличии отражающих радиоволны гидрометеоров, а акустический - при наличии интенсив ной турбулентности, рассеиваксцей зв ковую волну. ааиболее близким к предлагаемому является ргщиоакустический способ о ределения сдвига ветра, заключающийся в излучении в атмосферу в вер тикальном направлении акустического импульса с синусоидальньлм заполнением длиной волны 3(3, измерении скорости распространения этого, импульса в отдельные моменты времени с помсядью допплеровского ргшиолокатора, непрерывно излучающего когерентные электромагнитные колеба- . ния с длиной волны Дд , приеме отраженных сигналов и последующем расчете по известной зависимости Данный способ не позволяет с достаточной точностью измерить сдвихветра. Цель изобретения - повышение точности определения сдвига ветра. Поставленная цель достигается тем что согласно ргшиоакустическому способу определения сдвига ветра, заключающемуся в том, что излучают вертикально вверх акустический импульс синусоидальных колебаний, облучают возникаюцие от акустического импульса неоднородности среды непрерывными электромагнитн колебаниями с длиной волны, равной уцзо иной длине волны акустических колебаний, принимают отраженные от неоднородностей среды электромагнитные колебания, измеряют длительность прн мятого сигнала и вычисляют модуль градиента скорости ветра в слое от поверхности земли до высоты tCg по формуле ( где Сд - скорость распространения акустического импульса; -длительность принятого сигнала;-длительность принятого сигнала при отсутствии ветра; эффективная площадь радиолокационной антенны; Aq - эффективная площадь акустической антенны. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства, реализуквдего предлагаемый способ. Устройство содержит акустический излучатель 1, передатчик 2 радиолокационной станции, приемник 3 радиолокационной станции, пороговый блок 4 и измеритель 5 длительности. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что длительность эхо-сигнала зависит от степени перекрытия распространяющегося в атмосфере акустического импульса диаграммной направленности радиолокатора. Степень этого перекрытия зависит от высоты и модуля сдвига (градиента) ветра. Таким образом, длительность эхо-сигнала оказывается завсящей от модуля сдвига ветра. Интенсивность радиолокационного эхо-сигнала, отраженного от акустического импульса, при наличии переменного с высотой ветра и условии, что (V/CgJ il (где V - скорость ветра, CQ - скорость звука), а условие синхронизма я 1/2Ц- выполняется точно, можно записать в виде Ubbn.,e..(h)abf, де п - постоянный коэффициент, зависящий от характеристик радиоакустической установки; h - высота зондирования; IQ интенсивность падающего электромагнитного излучения; () , размеры радиолокацион а и а ной и акустической антенн соответственно. При наличии больших сдвигов ветра зависимость скорости ветра от высоты в пределах нескольких десятков етров над уровнем земли можно аппроксимировать выражением V(h)Sgh,(2) где g - вертикальный гргодиент ветра. Считая, что минимально обнаруживаемая интенсивность эхо-сигнала равна Ipiin уравнение (1) с учетом (2) можно записать в виде ткуда можно получить « ь„„-епЬ У -Ч Г 4

РАДИОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ВЕТРА, заключающийся в том, что излучают вертикально вверх акустический импульс сииусоидальных колебаний, облучают возникающие от акустического импульса неоднородности среды непрерывными электромагнитными колебаниями с ДЛИНОЙ волны, равной удвоенной длине волны акустических колебаний, принимают отраженные от неоднородностей среды электромагнитные колебания, отличающийся тем, что, с целью -повышения точности определения сдвига ветра, измеряют длительность принятого сигнала и вычисляют модуль градиента скорости ветра в слое от поверхности земли до высоты -Са по формуле 0 где CQ - скорость распространения акустического импульса; - длительность принятого ш (Л сигнала; i-o длительность принятого сигнала при отсутствии ветра; Ар- эффективная площадь радиолокационной антенны; . Ад - эффективная площадь акусти- 2 ческой антенны. . 00 00 00