Способ определения турбулентности слабонеоднородной среды

СОВЕТСКИХсасасаасасссаа 0% 01) зсмк С 01 8 13/95 Рс) ЩВ 1сс а сас )О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ олны ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬПЗФ Аатааанаму СВИса 1 ЕЛ(71) Северо-западный заочный политехнический институт(56) 1. Мощный рациолокатор дляметеорологических исследований впрозрачном воздухе.РгосИпяз 1 ЕЕ,1971, ч. 118, У 3-4, р. 519-528.2. Патент США В 3646555,кл. 343-5, 1972 (прототип).(54)(57) 1СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ СЛАБОНЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ,включающий импульсное облучениеслабонеоднородной среды электромагнитными волнами, прием сигнала,отраженного на стробируемом участкедальности, определение мгновенноймощности сигнала, принятого в каждомпериоде повторения зондирующихимпульсов, вычисление средней мощ"ности принятого сигнала за и пе-.риодов повторения зондирующих импульсов, нахождение разности мгновенной мощности сигнала, принятогов (ь +1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, определенной за й предыдущих периодов, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью устранения мешающего влияния морской поверхности при опре.",еленин турбулентности слабонеоднородной среды, расположенной непосредствен" но над морской поверхностью, облучение производят электромагнитными волнами вертикальной поляризации под заданным углом, в диапазоне малых углов скольжения, когерентными импульсами на длине волны, резонанс ной к капиллярной волне морской поверхности, вычисление средней мощности принятого сигнала производят за время меньшее, чем время существования указанной капиллярной волны, но большее периода повторения импульсов радиолокационной станции, Е находят абсолютную величину разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (и+ 1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, вычисленной за ь предыдущих периодов, 8 и по разности между полученной абсолютной величиной разности и сигналом, соответствующим средней мощности флуктуаций сигнала, отраженного от морской поверхности, судят о турбулентности.2. Способ по п. 1 ., о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что протяженность импульсного объема в на" правлении зондирования выбирают не больше четверти длины гравитационной10 40 Изобретение относится к радиолокационным способам определениятурбулентности слабонеоднородных среди может быть использовано для определения наличия турбулентности вблизиморской поверхности в направлениилокационного зондирования, по которому можно судить об условиях распростоанения радиолокационного сигналанад морем.Йзвестен,способ определения турбулентности атмосферы на основелокационного зондирования путем облучения, приема и обработки отраженного сигнала 11.ГОднако данный способ обладаетнизкой точностью определения турбулентности в непосредственной близости от поверхности моря.Наиболее близким по технической 20сущности к предлагаемому являетсяспособ определения турбулентностислабонеоднородной среды, включающийимпульсное облучение слабонеоднородной среды электромагнитными волнами, прием сигнала, отраженногона стробируемом участке дальности,определение мгновенной мощности сигнала, принятого в каждом периодеповторения зондирующих импульсов, З 0вычисление средней мощности принятого сигнала за и периодов повторения зондирующих импульсов, нахождение разности мгновенной мощностисигнала, принятого в (й +1)-м периоде,Зи средней мощности принятого сигнала, определенной за Ь предыдущихпериодов 2 3,Однако известный способ не позволяет устранить, мешающее влияние,морской поверхности при определении турбулентности слабонеоднородной среды в непосредственной близости от морской поверхности.Цель изобретения - устранениемешающего влияния морской поверхности при определении турбулентностислабонеоднородной среды, расположенной непосредственно над морскойоповерхностью.Цель достигается тем, что согласно способу определения турбулентности слабонеоднородной среды, включающему импульсное облучение слабонеоднородной среды электромагнитными волнами, прием сигнала, отраженного на стробируемом участке дальности, определение мгновенной мощности сигнала, принятого в каждом периоде повторения зондирующих импульсов, вычисление средней мощности принятого сигнала за й периодов повторения зондирующих импульсов, нахождение разности мгновенной мощности сигнала, принятого в (и+1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, определенной эа П предыдущих периодов, облучение производят электромагнитными волнами вертикальной поляризации под заданным углом, в диапазоне малых углов скольжения, когерентными импульсами на длине волны, резонансной к капиллярной волне морской поверхности, вычисление средней мощности принятого сигнала производят за время меньшее, чем время существования указанной капиллярной волны, но большее периода повторения импульсов радиолокационной станции, находят абсолютную величину разности мгновенной мощности сигнала, принятого в Ь+1)-м периоде, и средней мощности принятого сигнала, вычисленной запредыдущих периодов, и по разности между полученной абсолютной величиной разности и сигналам, соответствующим средней мощности флуктуаций сигнала, отраженного от морской поверхности, судят о турбулентности.При этом протяженность импульсного объема в направлении зондирования .выбирают не больше четверти длины гравитационной волны.На чертеже представлена структур- ная электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройство содержит передатчик 1 когерентных импульсов электромагнитных колебаний, приемник 2 с квадратичным детектором, антенный переключатель 3, приемопередающую антенну 4, блок 5 стробирования дальности, интегратор 6, блок 7 вычисления разности, блок 8 формирования модуля раэностного сигнала, пороговое устройство 9, синхронизатор 10, блок 11 перестройки частоты передатчика и блок 12 формирования порогового уровняСущность предлагаемого способа заключается в том, что за счет выбора параметров радиолокатора (поляризации, длины волны, времени усреднения) в значительный степени снижается фон от морской поверхности.Устройство работает следующим образом.Перестройкой частоты передатчика 1 с помощью блока 11 определяют частоту передатчика 1, на которой 5 имеет место максимум усредненного сигнала с выхода приемника 2 РЛС. При этом частота зондирующего сигнала связана с длиной капиллярных волн, наиболее эффективно участвующих в резонансном рассеивании сигнала. Когерентные импульсы электромагнитных колебаний, генерируемые передатчиком 1, через антенный переключатель 3, обеспечивающий работу прие мопередающей антенны 4 на передачу или прием, поступают на приемопередающую антенну 4, которая облучает слабонеоднородную пространственно- протяженную среду, расположенную над морем. Электромагнитные колебания, отраженные от неоднородностей среды и поверхности моря, попадают на приемопередающую антенну 4, с которой через антенный переключатель 3 посту 25 пают на приемник 2 с квадратичным детектором. Из продетектированного сигнала блоком 5 стробирования, дальности выделяют временной отрезок сигнала, соответствующий участку . Зо турбулентности слабонеоднородной среды. С выхода блока 5 стробирования дальности сигнал поступает на вход интегратора 6 в котором вычисляют среднее значение продетектированного сигнала за ь периодов повторения импульсов, и на вход блрка 7 вычисления разности, в котором вычисляют раэностный сигнал между значением продетектированного сигнала в (и+1)-м периоде повторения импульса РЛС и значением проинтегрированного сигнала (с выхода интегра . тора 6), определенного за п предыдущих периодов. С блока 7 вычисления разности разностный сигнал поступает на вход блока 8 формирования модуля раэностного сигнала.Сигнал с выхода блока 8 подают на пороговое устройство 9, где сравнивают его с сигналом порогового уровня, формируемым в блоке 12 формирования порогового уровня, а турбулентность слабонеоднородной среды определяют по величине сигнала на выходе по-.рогового устройства 9, Последовательность работы передатчикаприемника 2 и блока 5 обеспечивают синхронизатором 10.Предлагаемый способ позволяет определить наличие турбулентности (с размерамиЮ 2) слабонеоднородной среды вблизи морской поверхности, устранив ее мешающее влияние.