Способ определения структурной характеристики флуктуаций показателя преломления атмосферы

(5)5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТО ЯЛ, (Р стемы, на валяют о 1- уаций разно- еристиный из - фоку- дал ныэон носит интен сти оп ку пок г 011 2 Г а 123 1"ГОСУДАРС 1 Г)ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СГСР(71) Институт оптики атмосферы СО АН СССР(56) Беленький М.С, и др. Лидарные измерения структурной хараКтеристики атмосферной турбулентности. Иэв. АН СССР, ФАО, 1984, т. 20, М 4, с, 314 - 317.Авторское свидетельство СССР М 1407230, кл, 6 01 Гч 21/47, 1987.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЛУКТУАЦИЙ ПОКАЗАТЕЛЯ Г РЕЛОМЛ ЕНИЯ АТМОСФЕРЫ(57) Изобретение относится к атмосферной оптике и может быть использовано для измерения характеристик турбулентных аэроСпособ относится к оптическомузондированию атмосферы и может быть использован для измерения характеристик турбулентных неоднородностей, а также в метеорологии для статистических измерений профилей интенсивности турбулентности.Целью изобретения является повышение точности измерений,Способ заключается в посылке в исследуемую среду зондирующего лазерного излучения, приеме рассеянного этой средой излучения через входную апертуру приемной системы и одновременное преобразование в электрический сигнал как полного потока этого излучения, так и потока, площадь поперечного сечения которого не боэольных неоднородностей. Целью изобретения является повышение точности измерения структурной характеристики показателя преломления Спг путем учета флуктуаций коэффициента обратного рассеяния эа время измерения. Для достижения поставленной цели одновременно принимают полный поток рассеянного излучения, прошедшего входную апертуру, и выделен 2 него поток площадьюл Г сное расстояние приемной си ьность зондирования, А- дли дирующего излучения)= измер ельные дисперсии флукт сивности обоих потоков и по их ределяют структурную характ азателя преломления, 1 ил. 2лее .ттГ А/, где Е - фокусное расстояние приемной системы, Х- длина вол 1 ы, . - дальность зондирования, По измеренной разности дисперсий флуктуаций интенсивности этих потоков определяют структурную характеристику Сп флуктуаций ООгпоказателя преломления по формуле где оя - относительная дисперсия флуктуций интенсивности выделенного поторассеянного излучения;Сг -гг 7 г - относительная дисперсия флуктуаций интенсивности полного потока рассеянного излучения;- волновое число;ск - численный коэффициент, равный 0,6 для плоской и 0,3 для сферической волны,На чертеже представлен вариант устройства для реализации способа, которое содержит импульсный лазер 1, полупрозрачные зеркала 2, 3, приемопередающий телескоп 4, полевую диафрагму 5 для выделения потока площадью не болеег;г Е Аl, фотоприемники 6, 7 и 8, усилители 9. 10, 11, строб-блок 12 и ЭВМ 13,Зондирующие излучения от лазера 1 через полупрозрачное зеркало 2 и телескоп 4 направляют в исследуемую среду. Рассеянный аэрозольным объемом с заданной дальностью поток излучения через телескоп 4 и зеркало 3 направляют на фотоприемник 7 и на полевую диафрагму 5, пропускающую на фотоприемник 6 поток площадью не более2лЕ Х/ . Преобразованные в электрический сигнал интенсивности полного и выделенного, потоков. рассеянного излучения через усилители 9 и 1,1 подаются на ЭВМ 13. Часть излучения лазера зеркалом 2 отводится на фотоприемниках 8, преобразуется в электрический сигнал и через усилитель 10 поступает в ЭВМ 13 для контроля излучаемой мощности, а также на строб-блок 12 для обеспечения заданной дальности зондирования. После вычисления о и Ог ЭВМ 13 вычисляет значение структурной характеристики показателя преломления по приведенной формуле, Одновременное измерение дисперсий флуктуаций интенсивности выделенного потока заданного поперечного сечения и полного потока рассеянного излучения с учетом статистической независимости флуктуаций интенсивности, накопленных волной на трассе зондирования, и флуктуаций. обусловленных эволюций аэрозольных неодно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 роднос 1 ей (следствие их различной природы), позволяет повысить точность измерения Сл путем ее определения по разности2дисперсий выделенного и полного потоков рассеянного излучения. Формула изобретения Способ определения структурной характеристики флуктуаций показателя преломления атмосферы путем посылки в исследуемую среду зондирующего лазерного излучения, приема рассеянного средой излучения через входную апертуру приемной системы, выделения из него на фото- приемник потока с площадью поперечногогсечения не более лГ А/, где Г - фокусное расстояние приемной системы, А - длина волны,- дальность зондирования, преобразования в электрический сигнал, измерения дисперсии флуктуаций интенсивности выделенного потока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, одновременно принимают на другой фотоприемник полный поток рассеянного излучения, прошедшего входную апертуру, преобразуют его в электрический сигнал, измеряют дисперсию флуктуаций интенсивности этого потока и определяют структурную характеристику Слг показателя преломления по формуле где оя - дисперсия флуктуаций интенсивности выделенного потока рассеянного излучения;ог - дисперсия флуктуаций интенсивности полного потока рассеянного излучения;М - волновое число:а- численный коэффициент равный 0,6 для плоского и 0,3 для сферического фронтов излучения соответственно.1616318 Составитель С,НепомнящаяТехред М.Моргентал Корректор О,Густи Редактор Произеодстеенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, Юг Заказ 1967 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5