Способ радиоакустического зондирования атмосферы Советский патент 1981 года по МПК G01W1/00 G01S9/00 

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано для дис танционного измерения профиля абсолю ной температуры в атмосфере. Известен crfoco6 радиоакустического зондирования атмосферы, заключающийся в посьшке непрерывного электромагнитного излучения, непрерывного звукового излучения переменной частоты и определении искомого параметра профиля абсолютной температуры по максимуму интенсивности принятого сигнала. Излучаемая частота звука изменяется в соответствии с заданным профи лем изменения температуры, который считается линейным, или задается в виде разложения по эмпирическим орто гональным функциям Обухова. Зондирование сводится к поиску коэффициентов при этих функциях, причем критерием близости заданного модельного профиля температуры к истинному является максимум принимаемой интенсив ности сигнала ill ,. Однако данный способ зо1щирования обладает низкой оперативностью . обусловленной необходимостью многократного повторения процесса зондирования с целью выявления максимума отраженного сигнала, и точность определения температуры органичена точностьк, с которой задаваемые модельные профили могут описать реальные профили температуры. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ, заключающийся в посылке непрерывного электромагнитного излучения и пакета акустических волн, приеме электромагнитного излучения, отраженного от пакета акустических волн. Искомый параметр - абсолютная температура в атмосфере определяется по допплеровскому сдвигу частоты принятого сигнала f2. Недостатком данного спосоЬа является снижение точности и дальности зондирования за счёт нарушения ус3ловия оптимального отражения, вследствие изменения скорости распространения звуковой волны под действием радиальной составляющей скорости ветра и атмосферной температуры, что приводит к уменьшению отношения сигнал/шум на входе приемника. Цель изобретения - увеличение дал ности зондирования и точности определения искомого параметра. Поставленная цель достигается тем, что в атмосферу посылают пакет акустических волн и радиоизлучение, принимают отраженное от акустических нолн радиоизлучение и по допплеровскому сдвигу частоты принятого радиосигнала определяют искомый пара метр. Частоту посылаемого радиосигна ла изменяют пропорционально отношению частоты акустического излучения допплеровскому сдвигу частоты принятого радиосигнала. Выполнение этого условия ведет к максимальности отражения радиосигнал от акустических волн на всей трассе зондирования. На чертеже изображено устройство для осуществления способа. Устройство содержит передающую ра диоантенну I, акустическую антенну 2 приемную радиоантенну 3, радиог редатчик 4, управляющее устройство 5, в качестве которого может быть испол зован варикап с масштабным усилителе преобразователь 6, состоящий из двух частотных детекторов и управляемого делителя; усилитель 7 мощности звуковых сигналов, задающий генератор 8 звуковой частоты, радиоприемник 9, вычислительное устройство 10. Способ реализуется следующим обра зом. Генератор 8 формирует электрическ сигнал звуковой частоты, который через усилитель 7 мощности поступает в акустическую антенну 2 и излучается в атмосферу в виде пакета акустических волн. Передатчик 4 вырабатывает радиосигнал, который поступает в передающую антенну 1 и излучается в атмосферу. Отраженный от акустичес ких волн радиосигнал через приемнзгю антенну 3 поступает в приемник 9, ку также поступает сигнал с передатчика. 4. В приемнике 9 происходит выд«шение допплеровской частоты, которая поступает в вычислительное устройство 10 и в преобразователь 6. В вычислительном устройстве 10 осуществляется определение абсолютной температуры. В преобразователе 6 вырабатывае-гся управляющее напряжение, пропорциональное отношению частоты акустического излучения к допплеровскому сдвигу час тоты принятого сигнала. Это напряжение подается на управляющее устройство 5, которое и осуществляет перестройку частоты радиопередатчика Д. Преимуществами предлагаемого способа являются увеличение дальности зондирования и повышение точности определения температуры за счет увеличения отношения сигнал/шум на входе приемника. Формула изобретения Способ радиоакустического за1- дирования атмосферы путем посылки па.кета акустических волн и радиосигналов и приема отраженных от акустических волн радиосигналов, по допплерОЕ;скому сдвигу частоты которых судят об исследуемых параметрах атмосферы, отличающийся тем, что, с целью увеличения дальности зондирования и повьшения точности, частоту каждого посыпаемого радиосигнала изменяют относительно предьщушего пропорционально отнощению частоты акустического излучения к допплеровскойу сдвигу частоты предыдущего принятого радиосигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кон А.И. Налбандян О.Г. Радиоакустическое зондирование атмосферы непрерывным излучением. Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана, , 1978, т. 14, № 8. 2.Bull. Amer. Meteor. Soc. . 54, К 9, 1973, p. 912-919 (прототип).

V7