Способ акустического зондирования атмосферы Советский патент 1984 года по МПК G01W1/00 

I

СП

эо { «1 Изобретение относится к технике измерений метеорологических параметров атмосферы и может быть использовано для дистанционного измерения скорости ветра. Известен способ акустического зондирования атмосферы путем посыпки в исследуемую область атмосферы акустической энергии и приема множеством приемников отраженного эхосигнала, по чаатотному спектру которого судят об искомом атмосферном параметре 1. Однако в известном способе прием отраженного эхо-сигнала осуществляется не в оптимальных телесных углах приемников акустической энергии. Наиболее близким к предлагаемому является способ акустического зондирования атмосферы путем посылки в исследуемую область атмосферы акустической энергии и приема отраженного эхо-сигнала, по допплеровскому сдвигу частоты которого судят об искомом атмосферном параметре С21. Однако известный способ характеризуется невысокой точностью измерений из-за постоянного телесного угла прие ма акустической энергии, равного Цель изобретения - увеличение точности измерений. Цель достигается тем, что согласно способу акустического зондирования атмосферы путем посылки в исследуемую область атмосферы акустической энергии и приема отраженного эхо-сигнала, по допплеровскому сдвигу частоты кото рого судят об искомом атмосферном параметре, прием отраженного эхо-сигнала от каждой исследуемой области атмосферы осуществляют в пределах телесного угла не превышаклцего телесньш угол посьшаемой акустической энергии и равного ,yzQruCOs( где г - заданное расстояние между исследуемой областью атмосферы и приемником J Л - длина волны излучаемой акусти ческой энергии. Эхо-сигнал, принимаемый приемником акустической энергии от исследуемой области атмосферы, движущейся, например, со скоростью U , имеет частоту ,, которая является суммой частоты излученного сигнала и частоты Доппле7ра. Из-за TorOj что исследуемая область атмосферы, от которой происходит рассеяние, имеет вполне определенные конкретные размеры, эхо-сигнал от каждой элементарной рассеивающего объема исследуемой области атмосферы имеет свой допплеровский сдвиг частоты. Последнее связано с тем, что радиус-вектор каждого элементарного рассеивающего объема из точки расположения приемника имеет свой угол с направлением движения среды U . В результате, в принятом эхо-сигнале от исследуемой области атмосферы, имеющей характерный размер и. , наблюдается изменение Vo в пределах Оценка величины для рассматриваемого случая составляет Лй).. где t - заданное расстояние между усследуемой областью атмосферы и приемникомJ Jt - длина волны излучаемой акустической энергии. Движение среды через исследуемый объем атмосферы приводит также к изменению характеристик среды в исследуемом объеме атмосферы с периодом порядка . Это изменение характеристик среды также обуславливает уширение спектра частот отраженного эхо-сигнала. Результирующее увеличение ширины спектра частот отраженного эхо-сигнала д.1(/ составит дСа)дй), (2.) U vV.f IВеличиналУ,являя,сь функцией L, имеет минимум при L lbt)i. Таким образом, существует оптимальный размер исследуемой области атмосферы, когда уширение частотного спектра отраженного эхо-сигнала будет минимальным. Соответствующий оптимальному размеру исследуемой области атмосферы телесный угол составляет H.atxicosC) На чертеже приведена принципиальая схемаустройства акустического ондирования. Устройство содержит приемо-переающую антенну 1, представляющую соой решетку громкоговорителей, перелючатель 2 числа громкоговорителей решетке 2, переключатель прием3 . . 11058474

передача 3, передатчик 4, приемникгромкоговорителей в решетке таким

5, систему регистрации 6.образом, чтобы обеспечить оптимальПередатчик 4 вырабатывает импульс.ную величину телесного угла приема, частоты, который через переключатели 3 и 2 поступает на антенну 1 5 Таким образом, выбором оптимальнои излучается ею. Эхо-сигнал от не-го телесного угла приема отраженного

следуемой области атмосферы принимает-от исследуемой области атмосферы эхося решеткой громкоговорителей антен-сигнала обеспе ивается повышение

ны 1, причем переключатель 2 осущест-точности измерений атмосферных паравляет подключение дополнительных 10метров.

СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ АТЮСФЕРЫ путем посылки в исследуемую область атмосферы акустической энергии и приема отраженного эхо-сигнала, по допплеровскому сдвигу частоты которого судят об искомом атмосферном параметре, о тличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, прием отраженного эхо-сигнала от каждой исследуемой области атмосферы осуществляют в пределах телесного угла у , не превышающего телесный угол посылаемой акустической энергии и равного - (, где г - заданное расстояние между исследуемой областью атмосферы и приемником1 Я - длина волны изучаемой акус(Л тической энергии.