Способ приема акустических сигналов в атмосфере

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИ ХРЕСПУБЛИК 494744 9 Ш 0110 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7СО А ЕСКИХ СИГмо нотич тор) Институт оптики атмосферыН СССР(54) СПОСОБ ПРИЕМА АКУСГИЧ НАОВ В АТМОСФЕРЕ(57) Изобретение относится к атмосферной акустике и мотет найти применение н системах акустического зондирования при измерении параметрон ,атмосферы, а так(е в системах пассив Изобретение относится к атМосфер" ной акустике и может найти применение в системах акустического зондирования при измерении параметров атсферы, а также в системах пассивй эвукопеленгации,Цель изобретения - увеличение отношения сигнал/шум при приеме акусеских сигналов.На фиг. показаны экспериментальные .результаты частотного распределе ния уровня внешнего шума; на фиг.2 - схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 3 - структурная схема примера реализации с использованием моностатического акустического локазмерения скорости ветра.1 . (1 - ,И 1 ной звукопеленгации. Целью изобретения является увеличение отношения сигнал/шум с принимаемых акустических сигналон. В способе посылают и принимают акустическое излучение, а высоту Ь плоскости приема над подстипающей поверхностью для частот приема больших, чем Г = К д,уменьШ шают на заданную величину для получения требуемого отношения 8 сигнал/ щум, Для Г (Г, плоскость приема размещают на Ь0,5 м, где д - сопротинление текучести (параметр подстилающей понерхности 1, Г - частота принимаемого звука. 3 ил. Прием осуществляют на приемнуюС антенну 1 (см,фиг,2) акустического Я локатора, установленную на изменяющейся по высоте опоре 2 на подстилающей поверхности 3. При этом проводят полный цикл акустического зондирования атмосферы и, если принятый акустический сигнал слаб на фоне помехи внешних шумов, высоту плоскости приема антенныуменьшают от ее перноначального значения п для частот приема Г 7 Г, = К 4 , Гц, на величину ДЬ, а для частот Г (Г плоскость приема устанавливают на Ь0,5 м, оцениная при этом достигаемое отношение Я сигнал/шум по фор- муле(дБ),В качестве Г полставляют значение несущей частоты акустического локаторя В Гц, Величина Г1 О, см /3 /сг)8 , Гц, причем д выражают в единицах (г/см с) и информацию о ней считают априорной. Параметр 4 измеряют контактными способами, например с помощью трубы Еундтса или дистанционным способом по ослаблению приземной волны на трассе известной протяженности. Этот параметр характеризует в частности импедансные свойства подстилающей поверхности. 15Сопоставление результатов моделирования с учетом турбулентности атмосферы и экспериментов указывает на то, что основная доля шумов поступает в приемник при малых относитель- о но горизонта углах, При расчетах дополнительного ослабления таких шумов необходимо учитывать в первую оче)редь ослабление, дфусловленное подстилающей поверхностью, Указанное ос лабление является основной причиной возникновения высотного распределения уроння внешних шумов (см,фиг,1)е Соответстнующие зависимости по измерениям над поверхностью вспаханного поля (см, фиг.1 а) и над поверхностью осушенного болота (см.фиг,1 б), например, при разных высотах Ь приподнятого микрофона показывают, что с увеличением высоты расположения приемного ненаправленного микрофона над подстилающей поверхностью уровень принимаемого внешнего шума возрастает на высоких частотах и уменьшается на низких. Это явление можно обьяснить влиянием импедансиых свойств подстилающей поверхности и наличием температурной рефракции.В качестне примера конкретногоосуществления рассмотрим работу вкус. 5тического локатора (см,фиг.З) для измерения скорости нетра. После определения параметраи вычислениявеличины Г начинают зондирование.Задающий генератор 4 вырабатываетимпульс необходимой длительности,который через усилитель 5 и переключатель 6 прием-передача поступает на нтенну 7, которая излучает импульс акустической энергии н заданную область пространства, Рассеянное атмосферой акустическое излучение попадает на антенну 7 и через переключатель 6, антенный усилитель 8, аналогоцифровой преобразователь 9 н мини-ЭВМ О, например, типа "Электроника. Мини-ЭВМ производит расчет соотношения сигнал/шум, скорости ветра, точности измерения скорости ветра по заданным алгоритмам и выдает полученную информацию на цифропечатающее устройство 11.Поскольку точность определения скорости ветра зависит от отношения сигнал/шум, при проведении цикла зондирования может оказаться,что эта точность не достигнута, тогда при Г )о высоту плоскости приема уменьшают на величину ЙЬ для получения требуемого увеличения отношения сигнал/шум. После этого зондирование повторяют снова.Следует учитывать что эффект нысотного распределения внешнего шума обьясняется совместным действием явления приэемного ослабления звука, явления рассеяния звуковых волн и н меньшей мере явления температурной стратификации атмосферы. Формула изобретения Способ приема акустических сигналов в атмосфере, заключающийся н посыпке в заданную область атмосферы и приеме акустического излучения при помощи антенны, плоскость приема которой расположена на заданной высоте относительно подстилающей поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум при приеме акустических сигналов, первоначальную высоту Ь (м) плоскости приема антенны над подстилающей поверхностью для принимаемых сигналов с частотами 1 (Гц), большими значения Г К фэф(Гц), уменьшают на величину дй 4 Ь (м), при этом увеличение отношения В сигнал/шум оценивают по формуле1 41 74 , где А - заланное сопротивление текучести подстилающей поверхности,г/см с, К " О 1 см/сг), адля значений Г с Г, плоскость лриема антенны устанавливают на высотеонее 0,5 м от подстиламщей поверхности.1494744 иеЗ Составитель И.ЯяховРедактор Н.Федорова Техред М.Дидык, Хорректор С.йекмар оявэодственно-издательский ЗаказВНЯВШИ 18/ДСП Тнрвк Подписноеосударственного комитета по изобретенинм и открытиям при ГХНТ С113035, Иосква, 3-35Рауаскаю наб., д. 4/5 нат "Патент", г, Уагород, ул. Гагарина,01