Способ определения турбулентности слабонеоднородной среды Советский патент 1984 года по МПК G01S13/95 

Изобретение относится к радиолокационным способам определения турбулентности слабонеоднородных ср и может быть использовано для определения наличия турбулентности вбли морской поверхности в направлении локационного зондирования, по котор му можно судить об условиях распространения радиолокационного сигнала над морем., Известен способ определения турбулентности атмосферы на основе локационного зондирования путем облучения, приема и обработки отраженного сигнала ijt. Однако данный способ обладает низкой точностью определения турбулентности в непосредственной близости от поверхности моря. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения турбулентности слабонеоднородной среды, включающий импульсное облучение слабонеоднородной среды электромагнитными волн ми, прием сигнала, отраженного на стробируемом участке дальности, определение мгновенной мощности си нала, принятого в каждом периоде повторения зондирующих импульсов, вычисление средней мощности принят го сигнала за п периодов повторения зондируюпщх импульсов, нахожде ние разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (п+1)-м период И средней мощности принятого сигна ла, определенной за h предыдущих периодов 2J. Однако известный способ не позволяет устранить .мешающее влияние .морской поверхности при определении турбулентности слабонеоднородной среды в непосредственной близо ти от морской поверхности. Цель изобретения - устранение мешающего влияния морской поверхности при определении турбулентнос слабонеоднородной среды, расположенной непосредственно над морской о поверхностью. Цель достигается тем, что согла но способу определения турбулентно ти слабонеоднородной среды, включа щему импульсное облучение слабонеоднородной среды электромагнитными волнами, прием сигнала, отражен ного на стробируемом участке дальности, определение мгновенной мощ92ности сигнала, принятого в каждом периоде повторения зондирующих импульсов, вычисление средней мощности принятого сигнала за h .периодов повторения зондирующих импульсов, нахождение разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (п+1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала,определенной за h предыдущих периодов, облучение производят электромагнитными волнами вертикальной поляризации под заданным углом, в диапазоне малых углов скольжения, когерентными импульсами на длине волны, резонансной к капиллярной волне морской поверхности, вычисление средней мощности принятого сигнала производят за время меньшее, чем время существования указанной капиллярной волны, но больщее периода повторения импульсов радиолокационной станции, находят абсолютную величину разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (ri-«-1)-M периоде, и средней мощности принятого сигнала, вычисленной за и преды- дущих периодов, и по разности между полученной абсолютной величиной разности и сигналам, соответствуклцим средней мощности флуктуации сигнала, отраженного от морской поверхности, судят о турбулентности. При этом протяженность импульсного объема в направлении зондирования .выбирают не больше четверти длины гравитационной волны. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ. ( Устройство содержит передатчик 1 когерентных импульсов электромагнитных колебаний, приемник 2 с квадратичным детектором, антенный переключатель 3, приемопередающую антенну 4, блок 5 стробирования дальности, интегратор 6, блок 7 вычисления разности, блок 8 формирования модуля разностного сигнала, пороговое устройство 9, синхронизатор 10, блок 11 перестройки частоты передатчика и блок 12 формирования порогового уровня. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что за счет выбора параметров радиолокатора (поляризации, длины волны, времени усреднения) в значительный степени снижается фон от морской поверхности. Устройство работает следующим образом. Перестройкой частоты передатчика 1 с помощью блока 11 определяют частоту передатчика 1, на которой имеет место -максимум усредненного сигнала с выхода приемника 2 РЛС. П этом частота зондирующего сигнала связана с длиной капиллярных волн, наиболее эффективно участвующих в резонансном рассеивании сигнала. Когерентные импульсы электромагнитных колебаний, генерируемые передатчиком 1, через антенньй переключатель 3, обеспечивающий работу при мопередающей антенны 4 на передачу или прием, поступают на приемопередающую антенну 4, которая облучает слабонеоднородную пространственнопротяженную среду, расположенную над морем. Электромагнитные колебания, отраженные от неоднородностей среды и поверхности моря, попадают приемопереданицую антенну 4, с котор через антенньй переключатель 3 пост пают на приемник 2 с квадратичным д тектором. Из продетектированного сигнала блоком 5 стробирования. дал ности вьвделяют временной отрезок сигнала, соответствующий участку турбулентности слабонеоднородной ср ды. С выхода блока 5 стробирования дальности сигнал поступает на вход интегратора 6, в котором вычисляют среднее значение продетектированного сигнала за h периодов повторения импульсов, и на вход блрка 7 вычисления разности, в котором вычисляют разностный сигнал меяэду значением продетектированного сигнала в (п+1)-м периоде повторения импульса РЛС и значением проинтегрированного сигнала (с выхода интегра тора 6), определенного за м предьщущих периодов. С блока 7 вычисления разности разностный сигнал поступает на вход блока 8 формирования модуля разностного сигнала. Сигнал с выхода блока 8 подают на пороговое устройство 9, где сравнивают его с сигналом порогового уровня, формируемым в блоке 12 формирования порогового уровня, а турбулентность слабонеоднородной среды определяют по величине сигнала на выходе порогового устройства 9. Последовательность работы передатчика 1, приемника 2 и блока 5 обеспечивают синхронизатором 1О. Предлагаемый способ позволяет определить наличие турбулентности (с размерами A/Z) слабонеоднородной среды вблизи морской поверхности, устранив ее мешающее влияние.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ СЛАБОНЕОДНОРОДНОЙ СРЕДО, включакяций импульсное облучение слабонеоднородной среды электромаг- v нитными волнами, прием сигнала, отраженного на стробируемом участке дальности, определение мгновенной мощности сигнала, принятого в каждом периоде повторения зондирующих импульсов, вычисление средней мощности принятого сигнала за f периодов повторения зондирующих импульсов, нахождение разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (г +1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, определенной за п предьщущих периодов, отличающийся тем, что, с целью устранения мешающего влияния морской поверхности при определении турбулентности слабонеоднородной среды, расположенной непосредственно над морской поверхностью, облучение производят электромагнитными волнами вертикальной поляризации под заданным углом, в диапазоне малье углов скольжения, когерентными импульсами на длине волны, резонансной к капиллярной волне морской поверхности, вычисление средней мощности принятого сигнала производят за время меньшее, чем время существования указанной капиллярной волны, но большее периода повторения импульсов радиолокационной станции, находят абсолютную величину разностк (Л мгновенной мощности сигнала, принятого в (п+1)-м периоде, и средней с мощности принятого сигнала, вычисленной за h предьадущих периодов, и по разности между полученной абсолютной величиной разности и сигналом, соответствунядим средней мощности флуктуации сигнала, отраженного от морской поверхности, су дят о турбулентности. о VI 2. Способ по п. 1 , отличающийся тем, что протя:о женность импульсного объема в направлении зондирования выбирают не больше четверти длины гравитационной волны.