Радиолокационная система определения скорости ветра над водной поверхностью

 

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиометрологии, и может быть использовано для дистанционного определения скорости ветра, состояния и температуры водной поверхности. Цель изобретения - повышение точности определения скорости ветра и температуры воды. Цель достигается тем, что к радиолокационному устройству подключены последовательно соединенные второй радиолокационный канал зондирования, блок сопоставления и решающий блок, выход которого соединен с входом индикатора. При этом второй вход блока сопоставления соединен с выходом первого радиолокационного канала зондирования, а выходы блока сопоставления - с соответствующими входами решающего блока. Радиолокационные каналы зондирования могут отличаться по частоте зондирующего сигнала и по поляризации. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиометрологии, и может быть использовано для дистанционного определения скорости ветра, состояния и температуры водной поверхности (ВП). Целью изобретения является повышение точности определения скорости ветра и расширение функциональных возможностей путем измерения температуры воды. На чертеже представлена структурная электрическая схема радиолокационной системы определения температуры воды и скорости ветра над ВП, которая содержит радиолокационный канал 1 зондирования, второй радиолокационный канал 2 зондирования, решающий блок 3, индикатор 4 и блок 5 сопоставления. Блок сопоставления состоит из N первых вычитателей 6, N первых квадраторов 7, N вторых вычитателей 8, N вторых квадратов 9, N сумматоров 10. Система работает следующим образом. С выходов радиолокационных каналов 1 и 2 на соответствующие входы блока 5 сопоставления подается сигнал σ_ijk, соответствующий величине удельной эффективной поверхности рассеяния (УЭПР). Индекс i=1 или 2 соответствует номеру радиолокационного канала зондирования, а индексы j="в" или "r" и k="в" или "r" показывают поляризацию падающей и отраженной волн соответственно. где коэффициент нормировки; λ_i длина радиоволны i-го канала зондирования; G_i соответствующий коэффициент усиления антенны; R_i соответствующее расстояние до облучаемой площадки; A_i соответствующая облучаемая площадь; S_rijk(t) соответствующий сигнал облучения; T_i соответствующее время накопления; S_ijk(t) соответствующий отраженный сигнал. Величина отраженного сигнала зависит от скорости ветра и температуры ВП. С выходов блока формирования опорных сигналов, на соответствующие входы вычитателей 6 поступают сигналы U_ijk(v_n, t_вm). На выходах блока 5 сопоставления образуются сигналы ,
которые поступают на решающий блок 3. В нем определяется номер того входа v_n и t_вm), в котором сигнал S_n,m имеет минимальное значение. Определенные значения v_n и t_вm далее регистрируются в индикаторе 4. Таким образом, для выбранной акватории, т.е. для выбранного значения солености, формируются сигналы U_ijk(v_n, t_вm) исходя из требований, предъявляемых к диапазону и точности измерений скорости ветра v и температуры воды t_в, которые далее отнимаются от нормированных сигналов σ_ijk, и на основе полученных сигналов формируются сигналы S_n,m c общим количеством N·m, где n=1, N, m=1,M, из которых определяется сигнал с минимальным значением, и регистрируется его номер, который соответствует определенному набору (v_n, t_вm, при этом числа N и М определяются по следующим выражениям:

где v_N, v₁, t_вm, t_в1 значения, характеризующие границы диапазонов измерений величин v и t_в;
Δv и Δt_в желаемая точность измерения этих величин. Например, если требуется измерять скорость ветра в диапазоне 3-20 м/c, а температуру воды от 0 до 30^oC c точностью Δv = 2 м/с и Δt_в= 1°C, то N=(20-3+1)/2=9, M=(30+1)/1=31. Зондирование ВП проводится против направления ветра, угол облучения v₁ ВП для первого радиолокационного канала зондирования выбирается из интервала 0-25^o от надира,а угол облучения v₂ ВП для второго канала зондирования выбирается из интервала 25-90^o от надира при условии (v₂-v₁)≥10^o. Для разделения сигналов двух радиолокационных каналов зондирования может осуществляться пространственная, частотная или временная развязка.

Формула изобретения

Радиолокационная система определения скорости ветра над водной поверхностью, состоящая из первого и второго передатчиков, выходами подключенных к входам первого и второго антенных переключателей, первые выходы которых подключены к первой и второй антеннам, вторые выходы к входам первого и второго приемников, индикатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности определения скорости ветра и расширения функциональных возможностей путем измерения температуры воды, в нее введены N цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных первого вычитателя и первого квадратора, выходом подключенного к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен выход второго квадратора, к входу которого подключен выход второго вычитателя, при этом первые входы первых N вычитателей подключены к выходу первого приемника, вторые входы первых N вычитателей подключены к соответствующим выходам первого блока формирования опорных напряжений, первые входы вторых N вычитателей подключены к выходу второго приемника, вторые входы вторых N вычитателей подключены к соответствующим выходам второго блока формирования опорных напряжений, а выходы N сумматоров подключены к соответствующим входам решающего блока, выход которого подключен к входу индикатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1

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: 32-2000

Извещение опубликовано: 20.11.2000        

---