SU1008683A1 - Radio acoustic method of wind shift determination - Google Patents

Radio acoustic method of wind shift determination Download PDF

Info

Publication number
SU1008683A1
SU1008683A1 SU813312344A SU3312344A SU1008683A1 SU 1008683 A1 SU1008683 A1 SU 1008683A1 SU 813312344 A SU813312344 A SU 813312344A SU 3312344 A SU3312344 A SU 3312344A SU 1008683 A1 SU1008683 A1 SU 1008683A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
acoustic
wind
duration
received signal
effective area
Prior art date
Application number
SU813312344A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марк Юлиевич Орлов
Борис Семенович Юрчак
Original Assignee
Институт Экспериментальной Метеорологии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Экспериментальной Метеорологии filed Critical Институт Экспериментальной Метеорологии
Priority to SU813312344A priority Critical patent/SU1008683A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1008683A1 publication Critical patent/SU1008683A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Abstract

РАДИОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ВЕТРА, заключающийс  в том, что излучают вертикально вверх акустический импульс сииусоидальных колебаний, облучают возникающие от акустического импульса неоднородности среды непрерывными электромагнитными колебани ми с ДЛИНОЙ волны, равной удвоенной длине волны акустических колебаний, принимают отраженные от неоднородностей среды электромагнитные колебани , отличающийс  тем, что, с целью -повышени  точности определени  сдвига ветра, измер ют длительность прин того сигнала и вычисл ют модуль градиента скорости ветра в слое от поверхности земли до высоты -Са по формуле 0 где CQ - скорость распространени  акустического импульса; - длительность прин того ш (Л сигнала; i-o длительность прин того сигнала при отсутствии ветра; Ар- эффективна  площадь радиолокационной антенны; . Ад - эффективна  площадь акусти- 2 ческой антенны. . 00 00 00Radioacoustic METHOD FOR DETERMINING THE WIND SHEAR, comprising that radiate vertically acoustic pulse siiusoidalnyh oscillation irradiated arising from acoustic pulse inhomogeneity environment continuous electromagnetic wobbles having a wavelength equal to twice the wavelength of the acoustic oscillations take reflected from discontinuities in the medium of electromagnetic oscillations, characterized in so that, in order to increase the accuracy of the wind shear, the duration of the received signal and the modulus of the wind velocity gradient in the layer from the surface of the earth to a height of -Ca is calculated according to the formula 0 where CQ is the speed of propagation of the acoustic impulse; - duration of the received W (L signal; i-o duration of the received signal in the absence of wind; Ar - effective area of the radar antenna;. Hell - effective area of the acoustic antenna.. 00 00 00

Description

Изобретение относитс  к метеорол гии и может использоватьс  в авиации дл  предупреждени  об опасных   лени х погоды при взлете и поссщке летательных аппаратов. Известны радиолокационные и акус тические дистанционные бесконтактны способы измерени  профил  ветра Ц Однако такие способы работоспосо ны не при всех погодных услови х. Р диолокч ционный способ может быть ис пользован только при наличии отражающих радиоволны гидрометеоров, а акустический - при наличии интенсив ной турбулентности, рассеиваксцей зв ковую волну. ааиболее близким к предлагаемому  вл етс  ргщиоакустический способ о ределени  сдвига ветра, заключающийс  в излучении в атмосферу в вер тикальном направлении акустического импульса с синусоидальньлм заполнением длиной волны 3(3, измерении скорости распространени  этого, импульса в отдельные моменты времени с помс дью допплеровского ргшиолокатора , непрерывно излучающего когерентные электромагнитные колеба- . ни  с длиной волны Дд , приеме отраженных сигналов и последующем расчете по известной зависимости Данный способ не позвол ет с достаточной точностью измерить сдвихветра . Цель изобретени  - повышение точности определени  сдвига ветра. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно ргшиоакустическому способу определени  сдвига ветра, заключающемус  в том, что излучают вертикально вверх акустический импульс синусоидальных колебаний, облучают возникаюцие от акустического импульса неоднородности среды непрерывными электромагнитн колебани ми с длиной волны, равной уцзо иной длине волны акустических колебаний , принимают отраженные от неоднородностей среды электромагнитные колебани , измер ют длительность прн м того сигнала и вычисл ют модуль градиента скорости ветра в слое от поверхности земли до высоты tCg по формуле ( где Сд - скорость распространени  акустического импульса; -длительность прин того сигнала; -длительность прин того сигнала при отсутствии ветра; эффективна  площадь радиолокационной антенны; Aq - эффективна  площадь акустической антенны. На чертеже представлена структурна  электрическа  схема устройства, реализуквдего предлагаемый способ. Устройство содержит акустический излучатель 1, передатчик 2 радиолокационной станции, приемник 3 радиолокационной станции, пороговый блок 4 и измеритель 5 длительности. Сущность предлагаемого способа заключаетс  в том, что длительность эхо-сигнала зависит от степени перекрыти  распростран ющегос  в атмосфере акустического импульса диаграммной направленности радиолокатора . Степень этого перекрыти  зависит от высоты и модул  сдвига (градиента) ветра. Таким образом, длительность эхо-сигнала оказываетс  завс щей от модул  сдвига ветра. Интенсивность радиолокационного эхо-сигнала, отраженного от акустического импульса, при наличии переменного с высотой ветра и условии, что (V/CgJ il (где V - скорость ветра, CQ - скорость звука), а условие синхронизма   1/2Ц- выполн етс  точно, можно записать в виде Ubbn.,e..(h)abf, де п - посто нный коэффициент , завис щий от характеристик радиоакустической установки; h - высота зондировани ; IQ интенсивность падающего электромагнитного излучени ; () , размеры радиолокацион а и а ной и акустической антенн соответственно . При наличии больших сдвигов ветра зависимость скорости ветра от высоты в пределах нескольких дес тков етров над уровнем земли можно аппроксимировать выражением V(h)Sgh,(2) где g - вертикальный гргодиент ветра. Счита , что минимально обнаруживаема  интенсивность эхо-сигнала равна Ipiin уравнение (1) с учетом (2) можно записать в виде ткуда можно получить « ь„„-епЬ У -Ч Г 4The invention relates to meteorology and can be used in aviation for warning of dangerous weather laziness during take-off and landing of aircraft. Radar and acoustic remote contactless methods of measuring the wind profile C are known. However, such methods do not work under all weather conditions. The radiolocation method can be used only in the presence of hydrometeors that reflect radio waves, and the acoustic mode — in the presence of intense turbulence, by scattering the sound wave. The closest to the proposed method is the wind shear method, which consists in emitting an acoustic pulse with a sinusoidal filling of wavelength 3 into the atmosphere in the vertical direction (3, measuring the propagation speed of this pulse at certain points in time with Doppler beam detector, continuously emitting coherent electromagnetic oscillations. Neither with the wavelength Dd, the reception of reflected signals and the subsequent calculation by the known dependence. This method does not allow The aim of the invention is to improve the accuracy of determining wind shear. The goal is achieved by the method of determining wind shear, which consists in emitting an acoustic impulse of sinusoidal oscillations vertically upwards, by irradiating an acoustic impulse of medium inhomogeneity by continuous electromagnetic oscillations with a wavelength equal to that of a different wavelength of acoustic oscillations, take reflected from inhomogeneities Reda electromagnetic oscillation, measured m rec duration signal and the calculated wind velocity gradient module in a layer from the surface to a height tCg by the formula (wherein Sd - acoustic pulse propagation velocity; -the duration of the received signal; -the duration of the received signal in the absence of wind; effective area of the radar antenna; Aq is the effective area of the acoustic antenna. The drawing shows a structural electrical circuit of the device, which is actually the proposed method. The device contains an acoustic emitter 1, a radar transmitter 2, a radar receiver 3, a threshold unit 4 and a duration meter 5. The essence of the proposed method lies in the fact that the duration of the echo signal depends on the degree of overlap of the acoustic pulse propagating in the atmosphere of the radar chart directivity. The extent of this overlap depends on the height and shear modulus (gradient) of the wind. Thus, the echo duration is dependent on the wind shear modulus. The intensity of the radar echo signal reflected from an acoustic pulse, when there is a variable wind height and the condition that (V / CgJ il (where V is wind speed, CQ is the speed of sound), and the synchronism condition 1 / 2C- is exactly can be written as Ubbn., e .. (h) abf, de p is a constant coefficient depending on the characteristics of the radioacoustic installation; h is the sounding height; IQ intensity of the incident electromagnetic radiation; (), dimensions of the radar and aa and acoustic antennas, respectively. In the presence of large wind shears and the dependence of wind speed on altitude within a few tens of winds above ground level can be approximated by the expression V (h) Sgh, (2) where g is the vertical grid of the wind. Considering that the minimum detectable intensity of the echo signal is equal to Ipiin, equation (1) Taking into account (2) you can write in the form where you can get “можно„ - - Ь У Y -CH Г 4

Claims (1)

РАДИОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ВЕТРА, заключающийся в том, что излучают вертикально вверх акустический импульс синусоидальных колебаний, облучают возникающие от акустического импульса неоднородности среды непрерывными электромагнитными колебаниями с длиной волны, равной удвоенной длине волны акустических колебаний, при нимают отраженные от неоднородностей среды электромагнитные колебания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения сдвига ветра, измеряют длительность принятого сигнала и вычисляют модуль градиента скорости ветра в слое от поверхности земли до высоты ?-Са по формуле где Са - скорость распространения акустического импульса; . .RADIO-ACOUSTIC METHOD FOR DETERMINING WIND SHIFT, which consists in emitting an acoustic pulse of sinusoidal vibrations vertically upward, irradiating the inhomogeneities of the medium with continuous electromagnetic oscillations with a wavelength equal to twice the wavelength of acoustic vibrations, taking electromagnetic oscillations reflected from the inhomogeneities, the fact that, in order to improve the accuracy of determining the wind shear, measure the duration of the received signal and calculate m the modulus of the wind velocity gradient in the layer from the surface of the earth to the height? -Ca according to the formula where C a is the propagation velocity of the acoustic pulse; . . I - длительность принятого сигнала;I is the duration of the received signal; Lo ~ Длительность принятого сигнала при отсутствии ветра; L o ~ Duration of the received signal in the absence of wind; Ар- эффективная площадь радиолокационной антенны;Ar is the effective area of the radar antenna; . Ад - эффективная площадь акустической антенны.. Hell is the effective area of an acoustic antenna.
SU813312344A 1981-07-06 1981-07-06 Radio acoustic method of wind shift determination SU1008683A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813312344A SU1008683A1 (en) 1981-07-06 1981-07-06 Radio acoustic method of wind shift determination

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813312344A SU1008683A1 (en) 1981-07-06 1981-07-06 Radio acoustic method of wind shift determination

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1008683A1 true SU1008683A1 (en) 1983-03-30

Family

ID=20967244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813312344A SU1008683A1 (en) 1981-07-06 1981-07-06 Radio acoustic method of wind shift determination

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1008683A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4761650A (en) * 1985-12-06 1988-08-02 Communications Research Laboratory, Ministry Of Posts And Telecommunications System for measuring height distributions of atmospheric temperature, wind direction and wind speed

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Bueeetin of the American MeteoroEogicaE Society, v.58, 9, Sept., 1977, p.910-918. 2. BuECetin of. the American lteteoroBogica Society, V.54, 9, Sept., 1973, pp.912-919 (прототип). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4761650A (en) * 1985-12-06 1988-08-02 Communications Research Laboratory, Ministry Of Posts And Telecommunications System for measuring height distributions of atmospheric temperature, wind direction and wind speed

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Russell et al. A comparison of atmospheric structure as observed with monostatic acoustic sounder and lidar techniques
US3251057A (en) Air-turbulence detection system
Williams Microwave emissivity measurements of bubbles and foam
Röttger et al. Spatial interferometer measurements with the Chung-Li VHF radar
Beran et al. An acoustic Doppler wind measuring system
Van Zandt A brief history of the development of wind-profiling or MST radars
Moulsley et al. Measurement of boundary layer structure parameter profiles by acoustic sounding and comparison with direct measurements
Little On the detectability of fog, cloud, rain and snow by acoustic echo-sounding methods
SU1008683A1 (en) Radio acoustic method of wind shift determination
Kaimal et al. An acoustic Doppler sounder for measuring wind profiles in the lower boundary layer
RU2707275C1 (en) Method of selecting helicopter landing site
Dabas et al. Use of a sodar to improve the forecast of fogs and low clouds on airports
Mandics et al. Observations of the marine atmosphere using a ship-mounted acoustic echo sounder
Singal et al. Acoustic remote sensing of the boundary layer
RU2529886C1 (en) Detection method of oil films on water surface
RU2811805C1 (en) Landing meteorological kit (options)
RU2811547C1 (en) Wind measurement radar
RU2801053C1 (en) Acoustic method for measuring motion parameters of the layered marine environment
Fortuna et al. Review of acoustical methods of probing the atmoshperic boundary layer
Ryabkova et al. Undewater Acoustic Wave Gauge Measurements of Sea Wave Parameters: Test Experiment and Modeling
Atlas Clear air turbulence detection methods: a review
JPS5947259B2 (en) Sonic detection method for suspensions
Nützel et al. Wind speed dependence of acoustic backscattering
RU2152055C1 (en) Method for radio-acoustic tilt sounding of atmosphere
Poulter et al. Microwave radar measurements of ocean wave propagation—Initial results