Устройство зондирования случайнонеоднородной среды

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11661339) Дополнительное к авт ид-в 22) Заявлено 25.11.77 (21) 2549620/18(51) М. Кл,6 01 РЗ/6 исоединением заявкисударстоенный комитет СССР по делам изобретений и открытийллетеньДата опубликова писания 15,05.7(72) Авторы изобретен и Г, ААндреев, В, А. Голунов, А. С. Захаров и Г. И. Хохло дена Трудового Красного Знамени институт радиотехни и электроники АН СССР71) Заявите рости переноса неоднор но измерять турбулент Цель изобретения циональных возможно ройства для измерения однородностей случай Эта цель достига первого приемника по токоррелятора и перв релятора, выход второ чен ко второму входу выходы корреляторов ному регистрирующемИзобретение относится к технике исследования случайнонеоднородных сред и может быть использовано для измерения скорости ветра, скорости течения воды, скорости переноса неоднородностей в плазме иуровня турбулентности среды в звуковом,оптическом, инфракрасном и СВЧ диапазонах волн,Известны корреляционные измерсостоящие из двух источников излудвух приемников излучения, рассеяннследуемым объемом среды, и аппарсинхронизации и обработки 1,Наиболее близким по технической сущности является устройство, состоящее изисточника излучения, делителя луча и двухили нескольких приемников, позволяющееизмерять горизонтальную составляющую скорости переноса неоднородностей. Причем источник и приемники излучения расположены по одну сторону от зондируемого объемаслучайнонеоднородной среды 121.Известное устройство имеет малое отношение сигал/шум, малую точность измерения скорости переноса неоднородностей,недостаточную оперативность измерения скоодностеи и невозможности среды.- расширение функстей известного устскорости переноса ненонеоднородных сред. ется тем, что выход дключен ко входу авому входу кросскорго приемника подклюкросскоррелятора, а - к двухкоординату устройству,ители,чения,ого исатуры:На Уст ник 1 и чайнон излуче тор 6,ройство Вых автокорустроиства ный источ ъем 2 слу ники 3 и 4 сскорреля ющее уст приведена схема содержит импульс ия, зондируемый об дной среды, прием окоррелятор 5, кр нальное регистрир чертежройствозлу ценеоднороия, автдвухка од приемника 3 подключ релятора 5 и к одному ррелятора 6. Выход пр 4 подключен ко второму тора 6, а выходы автоко ен ко входуиз входов нем ника извходу кроссррелятора 5(54) УСТРОЙСТВО ЗОНДИРОВАНИЯ СЛУЧА 1 НОНЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ661339 Формула изобретения 3и кросскоррелятора 6 - ко входам регистрируюшего устройства.Предложенное устройство работает следукц 1 им образом. Излучецие импульсного источника 1 проходит слой случайнонеодцородцой среды 2. Из-за флуктуаций плотности среды излучение испытывает случайные осцилляции интенсивности.Пространственные неоднородности среды переносятся в замороженном виде с некоторой скоростью Г Таким образом, неоднородности, которые в момент т были на 1 о пути излучения, принятого первым приемником, через интервал времени= - окаф Рч.зываются на пути излучения; принятого вторым приемником, отстоящим от первого на расстоянии ,-составляющая скорости 15 переноса неоднородностей среды в чаправлеции, перпендикулярном направлению распространения излучения.Максимумы пространственно-временных коэффициентов корреляции флуктуаций интенсивности излучения смещаются относи-тельно максимума коэффициента временной автокорреляции ца величину Т = 4 - , гдеС ; - усредненная по всему исследуемому слою случайнонеоднородной среды составляющая скорости переноса неоднороднос тей поперек трассы наблюдения.Максимумы коэффициентов пространственно.временной корреляции уменьшаются от носительно максимума коэффициента временной автокорреляции, Применение ЭВМ для36 фиксированных размеров 1 - слоя неоднородной турбулентной среды и Р - расстояния между приемниками, позволяет провести одйозначйое соответствие между максимумом коэффициента пространственно-временной корреляции и уровнем турбулентности сре ды п 11, =- , где бу, - среднеквадратичбчсг)цое значение флуктуаций составляющей скорости переноса неоднородностей -пойерек" трассы наблюдения,Таким образом на выходе приемников 3 и 4 получают случайные осцилляции электрического сигнала, пропорциональные интенсивности излучения, принимаемого каждым приемником. Подавая эти случайные электрические сигналы с первого приемника 3 на вход автокоррелятора 5 и на один 45 из входов кросскоррелятора 6, а с другого приемника ца второй вход кросскоррелятора 6, ца выходе последних соответственно получаот коэффициенты авто- и взаимной корреляции, которые в виде электрических напряжений подаются на разные входы двухканального регистрирукщего устройства, Оба канала индикатора регистрир ю 1 цего устройства имеют общий отсчет в пространстве и во времени. Индикатор имеет делительную сетку, которая проградуирована по горизонтали для отсчета поперечной составляющей скорости переноса неоднородностей в м/сек, а по вертикали - в безразмерных единицах уровня турбулентности. В результате по смещению максимума коэффициента взаимной корреляции относительно максимума автокорреляции по горизонтали определяют скорость переноса неоднородностей, а по величине максимума коэффициента взаимной корреляции определяют уровень турбулентности.Если вектор скорости переноса неоднородностей це совпадает с направлением, перпендикулярным направлению излучения, вводится поправка, учитывающая угол Г между ними, (С Ъ 1 ) =Ч )51 пЧ и п 1 = -- ш1 1 пЧ Устройство зондирования случайноцеодцородной среды, содержащее импхльсцый источник излучения и два приемника, расположенные по другую сторону от исследуемой среды, автокоррелятор, кросскоррелятор и регистратор, отличаоиееся тем, что, с целью расширения фуцкциоцальшо возможностей, выход первого приемника подкл 1 очен ко входу автокоррелятора и первому входу кросскоррелятора, второй приемник подклячен ко второму входу кросскоррелятора, а выходы автокоррелятора и кросс- коррелятора - к двухкоордицатному регистратору.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Самонастраиваю 1 ццеся системы. Под ред, П. И. Чицаева. Киев, 1969, с. 136175.2. Зуев В. Е. и др, Физика атмосферы и океана. 1976, т. 12,12, с. 1243- 1250.Редактор О. филйппоЗаказ 2432(40ЦНИИПИпо113035, Мфилиал ППП Составитель Е. Шве а Техред О. Луговая Тираж 1089 Государственного комитета елам изобретений и открыт сква, Ж - 35, Раушская наб Патент, г. Ужгород, ул, П