SU1494744A1 - Способ приема акустических сигналов в атмосфере - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к атмосферной акустике и может найти применение в системах акустического эон- 1шровани  при измерении параметров атмосферы, а также в системах пассивИзобретение относитс  к атмосферной акустике и может найти применение в системах акустического зондировани  при измерении параметров атмосферы , а также в системах пассивной звукопеленгациио Цель изобретени  - увеличение отношени  сигнал/шум при приеме акустических сигналов. На фиг. показаны экспериментальные .результаты -частотного расгтределе- ни  уровн  внешнего шума; на фиг о 2 - схема реализации предлагаемого способа; на фиг, 3 - структурна  схема примера реализации с использованием моностатического акустического локатора )1д  измерени  скорости ветра. ной звукопеленгациИо Целью изобретени   вл етс  увеличе1ше отношени  сигнал/шум с принимаемых акустических сигналов. В способе посылают и принимают акустическое излучение, а высоту h плоскости приема над подстилающей поверхностью дл  частот приема больпшх, чем f К 5,умень- гаают на заданную величину дл  получени  требуемого отношени  S сигнал/ гаум. Дп  f fо плоскость приема размещают на h 0,5 м, где 5 - сопротивление текучести (параметр подстилающей noBepxHocTfi , f - частота принимаемого звука 3 ил. Прием осуществл ют на приемную антенну 1 (см.фиг.2) акустического локатора, установленную на измен ющейс  по высоте опоре 2 на подстилающей поверхности 3. При этом провод т полный цикл акустического эон- дировани  атмосферы и, если прин тый акустический сигнал слаб на фоне помехи внешних шумов, высоту плоскости приема антенны 1 уменьшают от ее первоначального значени  Пр дл  частот приема f f „ К & , Гц, на величину ЛЬ, а дл  частот f f плоскость приема устанавливают на h 0,5 м, оценива  при этом достигаемое отношение S сигмал/пгум по формуле i а с со 4

Description

20 1б

Г(1 - Mf)hoJ

/ (5 -lii-)/

fi

ГО - -f-) (h.-.h)/ . (5

to

f)hoJ

/ (5 -lii-)/

f-) (h.-.h)/ . (5

to

(дп),

В качестве Г полставл пот значение несутей частоты акустического локатора в Гц, Величина Г, - 10 (см / /с г) , Гц, причем и выража- ют в единицах (г/см -с) и информацию о ней считают априорной. Параметр & измер ют контактными способами , например с помощью трубы Кундтса или дистанционньгм способом по ослаблению приземной волны на трассе известной прот женности«Этот параметр характеризует в частности импедаисные свойства подстилающей поверхности.

Сопоставление результатов модели- рованил с учетом турбулентности, атмосферы и экспериментов указывает на то, что основна  дол  шумов поступает в приемник при малых относитель но горизонта углах„ При расчетах дополнительного ослаблени  таких шумов необходимо учитьгаать в первую очередь ослабление, д условленное подстилающей поверхностью. Указанное ос лабление  вл етс  основной причиной возникновени  высотного распределени  уровн  внешних шумов (см„фиг,1). Соответствующие зависимости по измерени м над поверхностью вспаханного пол  (см, фиг,1а) и над поверхность осушенного болота (см фиго1б), напри мёр, при разных высотах h приподн того микрофона показывают, что с увеличением высоты расположени  приемного ненаправленного микрофона над подстилающей поверхностью уровень принимаемого внешнего шума возрастает на высоких частотах и уменьшаетс  на низких. Это  вление можно объ снить вли нием импедансных свойств подстилающей п оверхности и наличием температурной рефракции, В качестве примера конкретного осуществлени  рассмотрим работу акус тического локатора (см.фиг.З) дл  измерени  скорости ветра После определени  параметра (J и вычислени  величины ГУ начинают зондирование. Задающий генератор 4 вырабатывает импульс необходимой длительности, который через усилитель 5 и переключатель 6 прием-передача поступает

Q е

5

0

0

м  пнтенну 7, К(тора  излучает импульс акустической энергии в заданную область пространства. Рассе нное атмосферой акустическое и луче- ние попадает на afiTeHHy 7 и через переключатель 6, антенный усилитель 8, аналогоциФровой преобразователь 9 в мини-ЭВМ 10, например, типа Электроника-60 „ Мини-ЭВМ производит расчет соотношени  сигнал/шум, скорости ветра, точности измерени  скорости ветра по заданным алгорит- мам и выдает полученную информацию на (и1фропечатающее устройство 1 I ,

Поскольку точность определени  скорости иетра зависит от отношени  сигнал/шум, при проведении цикла зондировани  может оказатьс ,что зта точность не достигнута. Тогда при f f g высоту плоскости приема, уменьшают на величину ЛЬ дл  получени  требуемого увеличени  отношени  сигнал/шум. После этого зондирование повтор ют снова.

Следует учитьгеать что эффект высотного распределени  внешнего шума объ сн етс  совместным действием  влени  приземного ослаблени  звука,  влени  рассе ни  звуковых волн и в меньшей мере  влени  температурной стратификации атмосферы

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ приема акустических сигналов в атмосфере, заключающийс  в посыпке в заданную область атмосферы и приеме акустического излучени  при помощи антенны, плоскость приема которой расположена на заданной высоте относительно подстилающей поверхности , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  отношени  сигнал/шум при приеме акустических сигналов, первоначальную высоту h (м) плоскости приема антенны над подстилающей поверхностью дл  принимаемых сигналов с частотами f (Гц), большими значени  f ,К-(Гц), уменьшают на величину йЬ ho (м), при этом увеличение отношени  S сиг- нал/шум оценивают по формуле

   3-20 ig

   J, . (, . .|«.)Ь.,(5 гуг) 1 (t )(h. -.h) ()

   3/г

   3/г

   (дв).

   где 6 - гэаЛ Чннор сопротивленир тгку- чести подспшаюпей гишерхиости, г/см -с, к 10 (cM-Vc / г) , ,1 дл  значений Г Г, гглоскостг. прирaL ,

   ffS Г

   ГО 5 J/

   ЩП

   у- рКдЧ/ .6

   м  Тнтенмы устлп плип ют на f ojTPe 0,5 м от 1тпдст1шающей ности .

   h 6м

   Н.Вм

   h-fM

   b O.Sf

   cpus.Z

   фие.З