Способ измерения структурной характеристики показателя преломления атмосферы

, 13269 А 1 9) 8 04 С 01 И 21/4 ЕНИ чи Сп и от а ф(54) СПОСО ХАРАКТЕРИС АТМОСФЕРЫ (57) Изобр измеритель измерению зрачных ср Цель изобр показравныхзависиления бла относится кники, в частнеоднородномощью излуче- упрощение н ости к ти про ои ееп лей и ияапособа ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт физики атмосферы АН СССР(56) Гурвич А.С. и Кашкаров С.С. К вопросу об усилении рассеяния в турбулентной среде. Известия ВУЗОВ. Радиофизика, 1977, т, 20, У 5, с. 794-96.Миронов В.Л. Распространение лазерного пучка в турбулентной атмосфере. Новосибирск, Наука (Сибирское отделение), 1981, с. 201-219,ИЗМЕРЕНИЯ СТРУКТУРИКИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛ и повышение его помехозащищенности. Способ измерения структурной характеристики показателя преломления за ключается в локации тел, находящихс за слоем случайно-неоднородной сред и определении отношения средних интенсивностей рассеянного излучения, измеренных двумя приемниками, имеющими определенные размеры и находящимися в определенных точках вблизи источника излучения. Структурная ха рактеристика показателя преломления рассчитывается из измеренной вели ны усиления обратного рассеяния,нован на использовании зави усиления обратного рассеяни ны структурной характеристи теля преломления при прочих условиях и на практической мости результатов измерений обратного рассеяния, получе предлагаемому способу, от ности естественных рассеива естественных смещений измер ельного устроиства.ющая свет поверхность.В основе способа лежит эффект усиления интенсивности рассеянного .обратного излучения, который возникает в области 5 вблизи источника 1 из-за того, что попавшее в эту область рассеянное излучение по пути от рассеивателя 4 обратно .к источнику 1 проходит те же самь.е неоднородности среды, которые оно прошло по пути от источника 1 к рассеивателю 4.Из-за двукратного прохождения одних и тех же неоднородностей среды средняя интенсивность определяется вторым статистическим моментом интенсивности излучения, падающего на рассеиватель.При этом величина усиления И средней интенсивнЬсти определяется форму- лой где Д= (1 (1) - 1 - относительная2дисперсия Флуктуаций интенсивности излучения, прошедшего от точки 1 через среду 3 и падающего на рассеиватель;1 - интенсивность излучения, падающего на рассеиватель, ( ) Угло-. вые скобки означают усреднение по ансамблю реализаций случайно-неоднородной среды,Величина р 2 зависит от протяженности 1. неоднородной среды 3 и от степени неоднородности показателя преломления среды 3, которая характеризует 13696Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию или анализу материалов с помощью излучения, и может быть исполь 5 зовано в метеорологии, гидрологии, исследованиях ионосферы и других случайно-неоднородных сред.Целью изобретения является упрощение способа и повьппение его помехо- п защищенности путем проведения дистанционных измерений структурной характе - ристики показателя преломления при помощи передвижных и подвижных устройств, не требующих жесткой прост-. 15 ранственной фиксации и предварительного оборудования измерительной трассы специальными отражателями.На чертеже представлена схема взаимного расположения источника излучения, рассеивателя и приемников рассеянного излучения.Устроиство, с помощью которого осуществляют предлагаемый способ, содержит источник 1 расходящегося све тового пучка 2, зондирующего исследуемый слой 3 атмосферы, диффузный отражатель 4. При наличии неоднородностей в слое 3 возникает область пространства 5, в которой наблюдает- зо ся усиление интенсивности рассеянного излучения, область пространства 6, в которой наблюдается ослабление средней интенсивности рассеянного излучения, в область 7, в когорой средняя интенсивность рассеянного из - лучения не зависит от наличия неод - нородностей в среде.Рассеянное излучение регистрируется приемниками 8 и 9, расположенны- лп ми в плоскости 10, перпендикулярной оси зондирующего светового пучка и проходящей через точку.Способ осуществляют следующим образом. 45Световым пучком 2, расходящимся от источника 1, освещают диффузный отражатель 4, находящийся за исследуемым слоем 3 атмосферы. Одновременно при помощи фотоприемников 8 и 9 измеряют интенсивность рассеянного излучения 1 и 1 соответственно в двух1 1точках пространства, оцна из которых оптически совмещена с источником 1 а вторая находится в области 7 на расстоянии у от источника, превьппающем Радиус автокорреляциизондирующего излучения, затем определяют среднее значение интенсивностей в этих точ 2ках за время измерений и расчитывают структурную характеристику показателя преломпения атмосферы С по фор- муле С = 0 236 ---- ( - )1 т 1 М си ф 1 ф ф где 1 - длина волны зондирующего излучения;Ь - расстояние от источника излучения до диффузного отражателя.При измерениях величина коэффициента отражения от диффузного отражателя не влияет на значение С .и достаточна, чтобы освещаемый участок поверхности 4 всегда находился в поле зрения приемников 8 и 9, что повышает помехозащищенность. В качестве диффузного отражателя может использоваться любая естественная рассеива13269 б 1 Р: 0,496 Сг, К.6 1,/,т2 7 б 10 б Я Ю Составитель С.ГолубевТехред И,Попович Редактор Ю.Серед тяг оррек Заказ 3274 38 Тираж 776 ИИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб., дПодписное 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна ся структурной характеристикой С,В частности, если р( 0,8 и среда 3статистически однородна (С = сопят),то имеет место соотношение где К = 2 й 3 , которое позволяет оп - ределить С. 10Если диаметр д входной диафрагмы приемников 8 и 9 не превышает величины 0,1 р, то точность измерения С не хуже 103. 15Формула изобретения Способ измерения структурной характеристики показателя преломления атмосферы, включающий зондирование 20 атмосферы расходящимся пучком излучения с длиной волны 3 и регистрацию интенсивности излучения отраженного от удаленного на известное расстояние Ь от источника зондирующего излучения отражателя, в заданном интервале времени, по которой судят о величине структурной характеристики показателя преломления атмосферы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения способа и повышения его помехозащищенности, регистрацию осуществляют от диффузного отражателя в двух точках, одна из которых оптически совмещена с источником зондирующего излучения, а другая находится в плоскости, перпендикулярной направлению зондирующего излучения, и удалена от источника излучения на расстояние Р, удовлетворяющее соотношению р;, р , где 1 - радиус автокорреляции интенсивности зондирующего излучения в плоскости диффузного отражателя, перпендикулярной зондирующему лучу, по результатам регистрации определяют средние интенсивности света Е и Е для указанных точек, а структурную характеристику показателя преломления атмосферы С определяют по формуле