Способ определения турбулентности слабонеоднородной среды

 

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.

0% 01) СОЮЭ СОВЕТСКИХ

1 Ю

РЕСПУБЛИК

З1д1 С 01 G 13/95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OfÍPÜÏÇÔ г" 1 1 @ 1- 1ЛЗЯ .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н 11BTOCCMOMV CBMBBTBllhCTBV (21) 3359779/18-09 (22) 30.11.81 (46) 07.08,84. Бюл. У 29 (72) Б.Ш. Ланде, Н.Н. Путяшев и Д.Д, Добровольский (71) Северо-западный заочный политехнический институт (53) 621.396.96(088.8) (56) 1. Мощный рациолокатор для метеорологических исследований в прозрачном воздухе.Procidings LEE, 1971, ч. 118, Ф 3-4, р. 519-528.

2. Патент США В 3646555, кл. 343-5, 1972 (прототип). (54)(57) 1 ° СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ СЛАБОНЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ, включающий импульсное облучение слабонеоднородной среды электромагнитными 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 и пе-. риодов повторения зондирующих импульсов, нахождение разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (e +1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, определенной за и предыдущих периодов, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью устранения мешающего влияния морской поверхности при опре.",еленин турбулентности слабонеоднородной среды, расположенной непосредственно над морской поверхностью, облучение производят электромагнитными волнами вертикальной поляризации под заданным углом, в диапазоне малых углов скольжения, когерентными импульсами на длине волны, резонанс° ной 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, I находят абсолютную величину разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (n+ 1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, вычисленной за h предыдущих периодов, 8 и по разности между полученной абсолютной величиной разности и сигналом, соответствующим средней мощности флуктуаций сигнала, отраженного от морской поверхности, судят о турбулентности.

2. Способ по п. 1 ., о т л и— ч а ю шийся тем, что протяженность импульсного объема в на" правлении зондирования выбирают не больше четверти длины гравитационной волны.

1107079

40

Изобретение относится к радиолокационным способам определения турбулентности слабонеоднородных сред и может быть использовано для определения наличия турбулентности вблизи морской поверхности в направлении локационного зондирования, по которому можно судить об условиях распростпанения радиолокационного сигнала над морем.

Йзвестен,способ определения турбулентности атмосферы на основе локационного зондирования путем облучения, приема и обработки отраженного сигнала <11.

Однако данный способ обладает низкой точностью определения турбулентности в непосредственной близости от поверхности моря.

Наиболее близким по технической 70 сущности к предлагаемому является способ определения турбулентности слабонеоднородной среды, включающий импульсное облучение слабонеоднородной среды электромагнитными волна- 25 ми, прием сигнала, отраженного на стробируемом участке дальности, определение мгновенной мощности сигнала, принятого в каждом периоде повторения зондирующих импульсов, З0 вычисление средней мощности принятого сигнала за и периодов повторения зондирующих импульсов, нахождение разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (и +1)-м периоде,З и средней мощности принятого сигнала, определенной за .h предыдущих периодов (2 3.

Однако известный способ не позволяет устранить .мешающее влияние .морской поверхности при определении турбулентности слабонеоднородной среды в непосредственной близости от морской поверхности.

Цель изобретения — устранение мешающего влияния морской поверхности при определении турбулентности слабонеоднородной среды, расположенной непосредственно над морской о поверхностью.

Цель достигается тем, что согласно способу определения турбулентности слабонеоднородной среды, включающему импульсное облучение слабонеоднородной среды электромагнитны- 55 ми 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 и периодов повторения зондирующих импульсов, нахождение разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (n+1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, определенной эа П 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 большее периода повторения импульсов радиолокационной станции, находят абсолютную величину разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (ь+1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, вычисленной за h предыдущих периодов, и по разности между полученной абсолютной величиной разности и сигналам, соответствующим средней мощности флуктуаций сигнала, отраженного от морской поверхности, судят о турбулентности.

При этом протяженность импульсного объема в направлении зондирования .вь1бирают не больше четверти длины гравитационной волны.

На чертеже представлена структур- ная 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.

1107079

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. При этом частота зондирующего сигнала связана с длиной капиллярных волн, наиболее эффективно участвующих в резонансном рассеивании сигнала.

Когерентные импульсы электромагнитных колебаний, генерируемые передатчиком 1, через антенный переключатель 3, обеспечивающий работу прие- 15 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 на приемопередающую антенну 4, с которой через антенный переключатель 3 посту25 пают на приемник 2 с квадратичным детектором. Из продетектированного сигнала блоком 5 стробирования, даль ности выделяют временной отрезок сигнала, соответствующий участку . турбулентности слабонеоднородной среды. С выхода блока 5 стробирования .. дальности сигнал поступает на вход интегратора 6 в котором вычисляют среднее значение продетектированного сигнала за ь периодов повторения импульсов, и на вход блрка 7 вычисления разности, в котором вычисляют раэностный сигнал между значением продетектированного сигнала в (и+1)-м периоде повторения импульса РЛС и значением проинтегрированного сигнала (с выхода интегра тора 6), определенного за и предыдущих периодов. С блока 7 вычисления разности разностный сигнал поступает на вход блока 8 формирования модуля раэностного 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 по-. рогового устройства 9. Последовательность работы передатчика приемника 2 и блока 5 обеспечивают синхронизатором 10.

Предлагаемый способ позволяет определить наличие турбулентности (с размерами 4 hfZ) слабонеоднородной среды вблизи морской поверхности, устранив ее мешающее влияние.

1107079

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Крапухин

Редактор А. Козориз Техред N. Кузьма

Заказ 5753/32 Тирам 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Н. Бонкало

Подписное