Метеорадиолокатор

 

Изобретение относится к метеорологической радиолокации. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устр-во содержит приемопередающую антенну 1, антенные переключатели 2-4, логарифмические приемники 5-7, передатчики 8-10, блоки вычитания 11-13, коммутаторы 14 и 15, пороговые блоки 16 и 17, индикатор 18 и синхронизатор 19. Цель достигается путем расширения пределов измерения размеров частиц осадков. 3 ил.

Изобретение относится к метеорологической радиолокации и может быть использовано в службах градозащиты, штормооповещения и управления воздушным движением. Целью изобретения является повышение точности измерения путем расширения пределов измерения размеров частиц осадков. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема метеорадиолокатора; на фиг. 2 приведены основные характеристики метеорадиолокатора; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит приемо-передающую антенну 1, антенные переключатели 2-4, логарифмические приемники 5-7, передатчики 8-10, блоки 11-13 вычитания, коммутаторы 14 и 15, пороговые блоки 16 и 17, индикатор 18 и синхронизатор 19. Метеорадиолокатор работает следующим образом. Передатчики 8-10 по приходу синхроимпульса от синхронизатора 19 вырабатывают зондирующие сигналы одинаковой длительности на длинах волн λ₁, λ₂, λ₃. Эти сигналы поступают в антенну 1 через антенные переключатели 2-4. Отраженные от объекта сигналы принимаются антенной и далее через антенные переключатели 2-4 поступают в логарифмические приемники 5-7, где производится коррекция на квадрат расстояния (R²), логарифмическое преобразование, детектирование и пространственно-временное осреднение сигнала. Сигналы с выхода логарифмических приемников 5-7 подаются на входы блоков 11, 12, 13, где формируются сигналы P₁-P₂, P₁-P₃, P₂-P₃, P₁-P₂ представляют собой разность сигналов от первого и второго логарифмических приемников 5 и 6, P₁-P₃ разность сигналов от первого и третьего логарифмических приемников 5 и 7 и P₂-P₃ - разность сигналов от второго и третьего логарифмических приемников 6 и 7. Сигнал P₁-P₂ от блока 11 поступает на выход управления коммутатора 14 через пороговый блок 16. При превышении сигналом P₁-P₂ порогового уровня ΔP₁ сигнал проходит через коммутатор 14 и поступает на яркостный вход индикатора 18. Если сигнал P₁-P₂ меньше порогового уровня ΔP₁, коммутатор 14 переключается и к его выходу подключается коммутатор 15. При этом на второй вход коммутатора 14 поступает сигнал P₁-P₃. Если указанный сигнал превышает порог ΔP₂, установленный во втором пороговом блоке 17, то этот сигнал с выхода блока 13 проходит на вход индикатора 18. Если сигнал P₁-P₃ не превышает порог ΔP₂, то к выходу коммутатора 15 подключается блок 12 и на яркостный вход индикатора 18 подается сигнал P₂-P₃. Таким образом, достигается существенное расширение пределов измерения размеров частиц на трех длинах волн в сравнении с двухволновым методом. При радиолокации блока на вход приемо-передающей антенны первым поступает сигнал и последним пропадает на длине волны λ₃, затем на длине волны λ₂ и только потом на длине волны λ₁ (фиг. 3а). Это связано с тем, что в соответствии с законом Рэлея отражаемость облака обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. На фиг. 3б, 3в, 3г показаны сигналы на выходах блоков 11-13. При наличии частиц больших размеров в центральной части облака (в области, ограниченной моментами времени t₄-t₅ на фиг. 3д) на яркостный вход индикатора поступает сигнал от блока 11 вычитания. При наличии частиц средних размеров (на фиг. 3д представлена область, ограниченная моментами времени t₃-t₄, t₅-t₆) сигнал поступает от блока 13, а при наличии частиц малых размеров (t₂-t₃, t₆-t₇) сигнал поступает от блоков 12, 13. В областях, ограниченных моментами времени t₁-t₂, t₇-t₈, где присутствует сигнал только на длине волны λ₃, измерение размера частиц не производится и на входе индикатора 18 сигнал будет равен нулю. Длину волны λ₁, λ₂, λ₃ целесообразно выбирать из используемого в метеорологии ряда длин волн (10 см, 56 см, 3, 2 см, 2 см, 0,86 см). При этом, чем больше разность λ₁-λ₂ тем в большем диапазоне измеряется размер частиц. При уменьшении этой разности возрастает точность измерения.

Формула изобретения

Метеорадиолокатор, содержащий последовательно соединенные первый передатчик, первый антенный переключатель и первый логарифмический приемник, последовательно соединенные второй передатчик, второй антенный переключатель и второй логарифмический приемник, а также приемно-передающую антенну, первый и второй входы которой связаны соответственно с первым и вторым антенными переключателями, первый и второй выходы углового положения подключены соответственно к первому и второму входам развертки индикатора, синхронизатор, выход которого подключен к входам синхронизации первого и второго передатчиков, первого и второго логарифмических приемников и индикатора, а также первый блок вычитания, первый коммутатор и первый и второй пороговые блоки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем расширения пределов измерения размеров частиц осадков, в него введены второй и третий блок вычитания, второй коммутатор, последовательно соединенные третий передатчик, третий антенный переключатель, третий логарифмический приемник и третий блок вычитания, причем третий выход приемно-передающей антенны связан с третьим антенным переключателем, выход первого логарифмического приемника через первый блок вычитания подключен к первому входу первого коммутатора непосредственно, а к управляющему входу через первый пороговый блок, выход второго логарифмического приемника подключен к второму входу первого блока вычитания непосредственно, а к первому входу второго коммутатора через второй блок вычитания, выход третьего приемника подключен к второму входу второго блока вычитания, выход первого приемника подключен к второму входу третьего блока вычитания, выход которого подключен к второму входу второго коммутатора непосредственно, а к управляющему входу через второй пороговый блок, выход второго коммутатора подключен к второму входу первого коммутатора, выход которого подключен к входу яркости индикатора, выход синхронизатора соединен с управляющими входами третьего приемника и третьего передатчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---