Способ радиоакустического зондирования атмосферы Советский патент 1989 года по МПК G01W1/00 

4 СП

О)

ISD

сх

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

Цель изобретения - повьшение точности определения температуры и увеличения дальности зондирования.

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- гшеровский сдвиг частоты радиосигнала, вычисляют температуру по измеренному значению доплеровского сдвига частоты.

Необходимость замены импульса с синусоидальной несущей частотно-модулированным вызвана следующим обстоятельством. Периодическая решетка, образованная импульсом с синусоидальным заполнением, обладает высокими резонансными свойствами, т.е эффективно отражает лишь те волны, для которых условие Брэгга выполняется с точностью - (-irNr , где N - число периодов в решетке. Так, при N 200 допустимое отклонение температуры составляет ±1,0°, что существенно меньше реальных изменений температуры с высотой. Помимо уменьшения эффективности отражения при неточном вьшолнении условия Брэгга, искажается доплеровский спектр отраженного сигнала. Это связано с тем, что результирующий спектр принимаемого радиосигнала формируется в результате суперпозиции волн, отраженных от различных участков рассеивающего объема, скорость звука в котором меняется от точки к точке из-за турбулентных флюктуации и градиента температуры, соответственно, допле- ровские сдвиги частот этих волн различны. При этом наиболее эффективно отражаются волны от тех участков объема, где условие Брэгга вьшолня- ется 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 рещетку можно получить, используя частотно-модулированный звуковой импульс. Величина девиации частоты должна составлять

5 t(0,2-0,5)% средней частоты, что определяется величиной реальных градиентов и флюктуации температуры в ат- мо сфере о

Изменения температуры вдоль про0 Филя, приводящие к ослаблению сигнала из-за нарушения условия Брэгга при звуковом импулбсе с синусоидальным заполнением не вызывают уменьшения сигнала, отражающегося от решетки

5 с модулированным периодом, имеющей равномерный коэффициент отражения, и не искажают доплеровский спектр, отраженной радиоволны.

Способ может быть реализован с

0 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 управляющих импульсов, измеритель 9 частоты, вычислительное уст- дп ройство 10 и коммутатор 11.

Формула изобретения

Способ радиоакустического зондиро- д5 вания атмосферы путем посылки звукового импульса, лоцирования его радиоволной и определения температуры атмосферы по доплеровскому частоты отраженных от звукового импульса радиоволн, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения точности определения температуры и увеличения дальности зондирования, ис- . пользуют частотномодулированный звуковой импульс, величина девиации частоты в котором составляет±(0,2 - 0,5)% от средней частоты.

35

I

П

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 допле- ровского сдвига радиоволны рассчитывается температура воздуха. Способ отличается тем, что излучают частотно-модулированный звуковой импульс. $

//

(f

rff