DE2707739A1 - Anordnung zur messung der wolkenhoehe - Google Patents

Anordnung zur messung der wolkenhoehe

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DE2707739A1
DE2707739A1 DE19772707739 DE2707739A DE2707739A1 DE 2707739 A1 DE2707739 A1 DE 2707739A1 DE 19772707739 DE19772707739 DE 19772707739 DE 2707739 A DE2707739 A DE 2707739A DE 2707739 A1 DE2707739 A1 DE 2707739A1
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DE19772707739
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Sven-Erik Dipl In Soederstroem
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ABB Norden Holding AB
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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    • G01S7/489—Gain of receiver varied automatically during pulse-recurrence period
    • G—PHYSICS
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
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Description

Anordnung zur Messung der Wolkenhöhe Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung der Wolkenhöhe
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Durch die amerikanische Patentschrift 3 741 655 ist eine Anordnung bekannt, die sich zur Messung der Wolkenhöhe gut eignet. Die bekannte Anordnung enthält eine Meßausrüstung nach der Art optischen Radars, was bedeutet, daß ein Sender kurze, auf einen Gegenstand gerichtete Lichtimpulse emittiert. Vorliegend ist der Gegenstand eine Wolke, und wenn diese von solchen Lichtimpulsen getroffen wird, entstehen Reflexionen, und ein Teil des reflektierten Lichtes wird von einem neben dem Sender angeordneten Empfänger aufgefangen. Die Zeit, die das Licht zum Durchlaufen der Strecke Sender-Wolke-Empfänger benötigt, wird gemessen, und aus dem Meßwert wird unter Zugrundelegung der bekannten Lichtgeschwindigkeit die Wolkenhöhe berechnet. Die gemäß der amerikani-' sehen Patentschrift 3 741 655 bekannte Anordnung enthält ferner in der Empfängereinheit zwei Integrationsglieder, die wechselweise für die vom Empfänger aufgefangenen Signale aufnahmefähig ge-
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steuert werden. Eines dieser Integrationsglieder dient zur Aufnahme der von Wolken erwarteten Echosignale, während das andere Integrationsglied nur vorhandenes Rauschen (Störpegel) aufnehmen soll. Nachdem eine Anzahl Lichtimpulse ausgesandt und Echosignale empfangen wurden, wird der Inhalt der Integrationsglieder verglichen, wobei das Resultat dieses Vergleichs in Proportion zu einem im voraus festgelegten Signalniveau gestellt wird, und, wenn dieses Niveau überschritten wird, das Vorhandensein von Wolken indiziert wird. ,,.
Bei einer solchen Wolkenhöhenmessung ist eine gut abgewogene Empfindlichkeitsregelung des Empfängers erforderlich, damit Niederschlag oder Nebel nicht als Wolken aufgefaßt werden und dadurch fehlerhafte Informationen über die Höhe der Wolkenbasis gegeben werden. Normalerweise läßt man hierbei die Empfindlichkeit des Empfängers nach einer bestimmten Funktion mit dem Abstand vom Empfänger steigen, aus dem man ein Echosignal erwartet.
Wenn Sender und Empfänger wie in dem oben beschriebenen Beispiel seitlich voneinander angeordnet sind, so entsteht unmittelbar über der Anordnung ein Bereich, aus dem - falls dort eine Woke vorhanden ist - Echosignale mit nur sehr geringer Intensität zum Empfänger gelangen.
Anhand der Fig. 1 wird dieses Problem erläutert. S bezeichnet den Sender, S 1 und S 2 die seitlichen Grenzen des Senderleitstrahles, M den Empfänger und M 1 sowie M 2 die Grenzen des Aufnahme-
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kegels des Empfängers. Die Grenzen S1 und S2 sowie M1 und M2 sind idealisiert dargestellt. In der Praxis nimmt die Intensität des Sendaieitstrahles sowie die Empfindlichkeit des Empfängers mit unscharfen Begrenzungen nach den Seiten hin ab. Aus dem gestrichelten Bereich A erhält der Empfänger nur Signale mit einem sehr niedrigen Signalniveau (geringe Intensität), da diese außerhalb des eigentlichen Aufnahmekegels des Empfängers liegen. Es kann daher passieren, daß Echosignale von sehr niedrig hängenden Wolken nicht angezeigt werden. Fig. 2, ,zeigt einen Schnitt längs der Linie B-B aus Fig. 1, wobei die gestrichelte Fläche D den Teil des Senderleitstrahls zeigt, der in der Schnitthöhe B-B in den Aufnahmekegel des Empfängers fällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art in der Weise fortzubilden, daß die Anordnung, insbesondere in dem genannten schwer erfaßbaren Bereich das Vorhandensein von Wolken anzeigt, jedoch nicht auf Nebel oder Niederschläge anspricht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch genannt.
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Um, wie oben erläutert, im anfänglichen, d.h. tiefgelegenen Meßbereich sicherstellen zu können, daß nur Wolken angezeigt werden, nimmt der die Empfindlichkeit des Empfängers regelnde Funktionszusamraenhang Rücksicht auf den obengenannten, nur schwach erfaßbaren Bereich.
Die Funktion kann dabei gemäß der Erfindung im Prinzip wie folgt dargestellt werden:
Km£
ax "h xh \ max
wobei K die Empfindlichkeit des Empfängers und Kseine maximale Empfindlichkeit ist. C ist eine Konstante, T, ist der Transmissionsfaktor der Atmosphäre, h ist die Höhe über dem Erdboden und h ist die maximale Meßhöhe. T. kann außerdem wie folgt dargestellt werden:
e TO 2h
ist eine komplexe Funktion der Höhe h sowie der Intensitätsverteilung des Senderleitstrahls, der Richtungscharakteristik des Empfängers, der Winkelverteilung des reflektierten Lichtes sowie des Abstandes zwischen Sender und Empfänger.
Fig. 3 zeigt in Diagrammform den Verlauf der vorgenannten Funktion, also die Empfindlichkeitsvariation des Empfängers, in Abhängigkeit der Höhe über dem Erdboden. Im unteren Teil des Meßbereiches ist der Einfluß des genannten schwer erfaßbaren Bereichs dominierend. Dieser Einfluß nimmt mit zunehmender Höhe ab und re-
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sultiert in einer zunehmenden Empfindlichkeit bis zur Höhe hL, von wo an die atmosphärische Dämpfung und die quadratisch mit dem Abstand abnehmende Empfindlichkeit dominierend werden und die Empfindlichkeit somit in bekannter Weise bis zu der maximalen Höhe hm„v abnimmt. Sowohl hT wie hm„v sind von den für jeden
IUcLX Xj Ula.J\.
Meßausrustungstyp charakteristischen Größen abhängig, die von geometrischen und elektrischen Eigenschaften bestimmt werden. Vergleiche auch die oben getroffene Aussage über A,.
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ΠΊ--: ν.*. - ■ i.-:ii »trio

Claims (2)

Patentansprüche
1.1 Anordnung zur Messung der Wolkenhöhe mit einem Sender, der Lichtimpulse zu einer Wolke sendet, und einem in der Nähe des Senders angeordneten Empfänger, der von der Wolke reflektiertes Licht auffängt, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit (K) des Empfängers (M) mit zunehmendem Abstand (h) vom Empfänger zunächst bis zu einem bestimmten Abstand (h,) abnimmt und danach zunimmt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit des Empfängers (M) nach folgender Funktion verläuft:
— O a m
max
, wobei
K = Empfindlichkeit des Empfängers
K= maximale Empfindlichkeit des Empfängers
QIaX
C = eine Konstante
An = eine komplexe Funktion der Höhe Tn = Transmissionsfaktor der Atmosphäre h i Höhe über dem Erdboden
nm=,v = maximale Meßhöhe
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ORIGINAL INSPECTED
DE19772707739 1976-03-08 1977-02-23 Anordnung zur messung der wolkenhoehe Withdrawn DE2707739A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7603069A SE7603069L (sv) 1976-03-08 1976-03-08 Anordning for molnhojdsmetning

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2707739A1 true DE2707739A1 (de) 1977-09-22

Family

ID=20327246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772707739 Withdrawn DE2707739A1 (de) 1976-03-08 1977-02-23 Anordnung zur messung der wolkenhoehe

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS52110058A (de)
DE (1) DE2707739A1 (de)
FR (1) FR2344029A1 (de)
GB (1) GB1571221A (de)
SE (1) SE7603069L (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2813089C2 (de) * 1978-03-25 1983-12-15 Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2000 Hamburg Empfangsvorrichtung für aus unterschiedlichen Entfernungsbereichen kommende rückgestreute Signale

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1165559A (en) * 1966-04-29 1969-10-01 Tesla Np Precision Approach Radar.

Also Published As

Publication number Publication date
FR2344029A1 (fr) 1977-10-07
JPS52110058A (en) 1977-09-14
SE7603069L (sv) 1977-09-09
FR2344029B1 (de) 1983-04-08
GB1571221A (en) 1980-07-09

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