Способ определения толщины морского льда

 

Использование: в области радиолокационных измерений для определения толщины льда, высоты снежного и растительного покровов. Сущность изобретения: способ определения толщины морского льда заключается в излучении электромагнитных зондирующих импульсов метрового диапазона в направлении льда в ортогональных плоскостях поляризации, приеме отраженных сигналов в тех же плоскостях поляризации , измерении временных интервалов между импульсами, отраженными от границ льда, и амплитуд сигналов, отраженных от нижней границы льда, и пересчете временного интервала, соответствующего сигналу большей амплитуды, в толщину льда. 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 6 01 S 13/95

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР}

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4939000/09 (22) 27.05,91 (46) 30.05.93. Бюл, Q 20 (71) Рижский институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (72) M.È.Ôèíêåëüøòåéí, П.Д.Даньшин и

А.Н.Пешков (56) Финкельштейн M.È., Мендельсон В.Л., Кутев В.A. Радиолокация слоистых земных покровов. M.: Сов. радио, 1977, с.79. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

МОРСКОГО ЛЬДА (57) Использование: в области радиолокационных измерений для определения толщиИзобретение относится к области измерения толщины слоистых сред дистанционными методами с помощью радиолокационных устройств и может быть использовано для измерения толщины льдов, высоты снежного и растительного по. кровов.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений.

Реализация заявляемого способа появляется с помощью устройства, представленного на чертеже.

Устройство содержит синхронизатор 1, соединенный с двумя передатчиками 2 и 3, две передающие антенны 4 и 5, подключенные к выходам передатчиков, две приемные антенны 6 и 7, подключенные к входам приемйиков 8 и 9 соответственно. С выходов приемников 8 и 9 сигналы поступают на

„„5U „„1818606 А1 ны льда, высоты снежного и растительного покровов. Сущность изобретения: способ определения толщины морского льда заключаетсч в излучении электромагнитных зондирующих импульсов метрового диапазона в направлении льда в ортогональных плоскостях поляризации, приеме отраженных сигналов в тех же плоскостях поляризации, измерении временных интервалов между импульсами, отраженными от границ льда, и амплитуд сигналов, отраженных от нижней границы льда, и пересчете временного интервала, соответствующего сигналу большей амплитуды, в толщину льда. 1 ил. входы измерителей 10, 11 амплитуд импульсов, отраженных от нижней кромки льда, и на измерители временных интервалов 12 и

13. С выходов измерителей амплитуд 10 и 11 напряжения, пропорциональные амплитудным значениям ортогонально поляризованных сигналов от нижней кромки льда, подаются на входы схемы сравнения 14, выход которой соединен с управляющим входом коммутатора 15, входы которого, соединены с выходами измерителей временных интервалов 12 и 13. Значение временного интервала между импульсами, отраженными от границ льда, для поляризации, при которой амплитуда сигнала от нижней кромки льда больше, с выхода коммутатора 15 поступает на масштабный преобразователь 16, обеспечивающий преобразование значения временного интервала в толщину льда.

1818606

Последовательность операций осуществления предлагаемого способа следующая: — зондирующие импульсы с выходов запускаемых синхронизатором 1 передатчиков 2 и 3 излучаются с помощью ортогонально поляризованных антенн 4 и 5 в направлении льда; — отраженные от делового покрова сигналы принимаются с помощью ортогонально поляризованных антенн 6 и 7 и приемников 8 и 9; — амплитуды сигналов, отраженных от нижней границы льда, измеряют с помощью измерителей амплитуд импульсов 10 и 11; — измеряют временные интервалы между импульсами, отраженными от границ льда для обеих поляризаций, с помощью измерителей временных интервалов 12 и

13; — с помощью схемы сравнения 14 сравнивают значения амплитуд сигналов; — в зависимости от результата сравнения амплитуд сигналов от нижней кромки льда для различных поляризаций с помощью коммутатора 13 выбирают одно из двух измеренных значений временного интервала Л t; соответствующее отраженному сигналу с большей амплитудой сигнала от нижней кромки льда; — пересчитывают измеренное значение временного интервалами t между импульсами, отраженными от.границ льда, в толщину льда h по формуле

h v ht/2, где ч — скорость распространения радиоволн во льду.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:

1. Позволяет снизить мощность зондирующих импульсов на 3...5 дБ. Это связано с тем, что потенциал радиолокационного измерителя толщины морского льда, а следовательно и мощность зондирующих сигналов определяются амплитудой сигнала, отраженного от нижней границы льда.

Выбор оптимальной поляризации зондирующего сигнала в процессе обработки отраженных сигналов дает выигрыш в потенциале за счет возрастания амплитуды сигнала от нижней кромки льда до 8 дБ, а

50 суммарный выигрыш в излучаемой мощности для всей системы на 3 дБ меньше.

2, Позволяет снизить погрешность измерения толщины морского льда, связанную с анизотропией его электрофизических свойств.

Указанные преимущества предлагаемого способа позволяют повысить точность измерения толщины морского льда, а возможно и других слоистых сред, обладающих свойствами анизотропии, снизить требования к энергетическим характеристикам передатчиков радиолокационных устройств, предназначенных для зондирования таких сред.

Применение в народном хозяйстве радиолокационных устройств, реализующих предлагаемый способ, позволит получить экономический эффект. Это связано с тем, что предлагаемый способ позволяет повысить эффективность дистанционных радиолокационных методов измерения толщины морского льда, широко использующихся в настоящее время в Арктике при проводке судов, продлении навигации, ледовой разведке и т.п.

Формула изобретения

Способ определения толщины морского льда, заключающийся в излучении электромагнитных зондирующих импульсов метрового диапазона в направлении льда, приеме отраженных импульсов, измерении временного интервала Лс между импульсами, отраженными от границ льда, и пересчете временного интервала в толщину льда h no формуле h = v Л t/2, где v — скорость распространения радиоволн во льду, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений. зондирование производят в ортогональных плоскостях поляризации, принимают отраженные сигналы в тех же плоскостях поляризации, измеряют для обеих поляризаций временные интервалы At между импульсами, отраженными от границ льда, и амплитуды сигналов, отраженных от нижней границы льда, сравнивают значения этих амплитуд по величине и производят пересчет значения временного интервала h,t a толщину льда для отраженного сигнала той поляризации, при которой по результатам измерения и сравнения больше амплитуда сигнала от нижней гра.ницы льда.

1818606

Редактор

Заказ 1937 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель А.Пешков

Техред М.Моргентал

Корректор М.Керецман