Способ двухволновой радиолокации градовых облаков Советский патент 1991 года по МПК G01S13/95 

Изобретение относится к метеорадиолокации и может быть использовано в службах управления воздушным движением, градозащиты и штормооповещения.

Целью изобретения является увепи- чение точности определения размеров отражающих радиоволны гидрометеоров.

На фиг. 1 приведены временное расположение направления зондирования и пространственного положения капель, а также пространственное положение векторов поляризаций на большей и меньшей длинах волн; на фиг„ 2 - функциональная электрическая схема устройства для реализации способа.

Устройство для реализации способа состоит из передатчика 1 на первой длине волны, передатчика 2 на второй длине волны, антенных переключателей

3 и 4, совмещенной антенны 5, включающей в себя совмещенный дпухканаль- ный облучатель 6 и большой 7 и малый 8 отражатели, логарифмических приемников 9 и 10, разностного устройства 11, индикатора 12 и синхронизатора 13.

Сущность способа заключается в следующем,

При помощи устройства (фиг. 2) производится зондирование выбранного объема облака, при этом поляризации зондирующего излучения на первой и второй длинах волн ортогональны друг другу и симметричны относительно вертикальной плоскости.

Капля, диаметр которой превышает 3 мм, в процессе падения принимает форму сплюснутого эллипсоида вращеО5 О

ния. Малая ось этого эллипсоида практически вертикальная. На Лиг. 1 показана капля, облучаемая радиолокационным лучом, исходящим из начала координат. Направления поляризации по первому и второму каналам симметричны относительно вертикали. Величина сигнала по первому каналу определяется эазмером капли cd, а по второму - ab, грактеризующимя ее средний размер, связи с симметрией капли относитель - вертикальной оси эти размеры равны .Благодаря этому при радиолокации крупнокапельной фракции сигналы по перво- (му и второму каналам будут определяться одними и теми же усредненными размрами капель, что будет способствовать (исключению ошибок измерения размеров з-за нешарообразности их формы. j В соответствии со способом предлагается ,мгетеорадиолокатор (фиг. 3), состоящий,из передатчиков 1 и 2 на двух длинах волн, антенных переклю- чателей 3 и 4, совмещенной антенны 5, включающей в себя совмещенный двухка- налышй облучатель 6 и большой 7 и малый 8 отражатели, логарифмических приемников 9 и 10, разностного устройства 11, индикатора 12 и синхронизатора 13, при этом передатчики 1 и 2 подключены через соответствующие антенные переключатели 3 и 4 к облучателю 6, к другим входам антенных переключателей 3 и 4 подключены приемники 9 и 10, подсоединенные через разностное устройство 11 к входу индикатора 12, к входам развертки индикатора 12 подсоединены датчики углового положения антенны 5, блок 13 подключен к синхровходам передатчи- ков t и 2, приемников 9 и 10 и индикатора 12,

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

0

0 5 0

при горизонтальном луче направления поляризации развернуты под 45 к вертикали. Так как проволоки малого отражателя параллельны направлению поляризации на меньшей длине волны, то он непрозрачен для соответствующего излучения и эквивалентен сплошной металлической поверхности. Благодаря этому малый отражатель формирует диаграмму направленности на меньшей длине волны. Так как направление поляризации на большей длине волны ортогонально проволокам малого отражателя, то он радиопрозрачен для этого излучения. Диаграмма направленности на большей длине волны формируется большим отражателем. Форма и размеры отражателей выбраны так, что диаграммы направленности совпадают.

Зондирующие сигналы излучаются антенной и посыпаются в пространство. Сигналы, отраженные от метеообъекта, принимаются той же антенной, работающей в направлении приема точно так же, как при передаче. Далее сигналы на двух длинах волн проходят через антенные переключатели, усиливаются соответствующими логарифмическими приемниками и поступают на вход разностного устройства. На его выходе формируется сигнал, соответствующий размеру града. Этот сигнал подается на яркостный вход индикатора. Положение линии развертки индикатора определяется сигналами датчиков углового положения антенны.

Как видно из описания способа и устройства, при зондировании метео- объекта направления поляризации на двух длинах волн ортогональны и симметричны на двух длинах волн при любом угле места антенны. Благодаря этому в формировании отраженного

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для проведения работ по градозащите сельскохозяйственных культур и штормооповещении. Цель изобретения - повышение точности измерения размеров отражающих радиоволн гидрометеоров. Сущность способа состоит в проведении зондирования на большей и меньшей длинах волн при ортогональных друг другу и симметричных относительно вертикальной плоскости поляризациях. При этом исключается влияние формы капель на точность измерения размеров отражающих радиоволны гидрометеоров. 2 ил.

При работе метеорадиолокаторов пе- 45 сигнала участвует фактически один

редатчики 1 и 2 одновременно вырабатывают сверхвысокочастотные (СВЧ)

импульсы по приходу синхроимпульса от блока 13. Эти СВЧ-импульсы поступают к облучателю 6 через соответст- 50 вующие антенные переключатели 3 и 4.

СВЧ-импульсы на двух длинах волн излучаются облучателем 6 в направлении большого 7 и малого 8 отражателей. Направления поляризации на этих двух 55 длинах волн ортогональны и симметричны относительно вертикальной плоскости, проходящей через направление луча облучателя (фиг. 1). В частности,

и тот же размер капли или ледяной частицы. Тем самым обеспечивается точность определения ее размеров по яркостному сигналу, подаваемому на вход индикатора.

Формула изобретения

Способ двухволновой радиолокации градовых облаков, заключающийся в излучении радиосигнала на первой длине волны, одновременном излучении радиосигнала на второй длине волны с поляризацией, ортогональной поляри-

Нолро&яение арляризощ/и Mtr ормшей алане аолмы

Honpot/ifHut помриэоции на немиоео в/шне волны

Ha/ymSatHue поляризации

яонаг

Фиг1

Фив. 2