Пристрій вимірювання турбулентності метеоутворень

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ. № &-U.0G68 СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН (19) S I L 1672836 А1 (5O5G01S13/95 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР . н • • • " • • " • ' • •.: • 1 . . • ^ • (21) 4738893/09 (22) 10.09,89 ; . •.-:. (71) Киевское производственное объединение "Коммунист" (72) B.IL Дзюбенко и СоАв Крочак (53) 62U396 o 96(088 o 3) (56) Sirriians Do Bumgarner B e Numerical comparison of five mean freqnency,, estimators* J« Applo lleteorol* v o 14, № 9, 1975, p P o 991-1003o Авторское свидетельство СССР № 809020, клв G 01 S 13/95, 1981„ (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ МЕТЕООБРАЗОЕАНИЙ (57) Изобретение относится к радиолокации,, Цель изобретения - повышение точности измерения,, Устройство измерения турбулентности теплообразований содержит амплитудный ограничитель 1, линию 2. задержки и первый фазовый детектор 3. Цель достигается введением Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационной аппаратуре для обнаружения и измерения параметров турбулентности в метеообразованиях,- и может быть использовано в наземных и бортовых радиолокаторах для обеспечения безопасности Полетов самолетов в сложных метеоусловиях и для прогнозирования эволюции метеообразованийв Целью изобретения является повышение точности измеренияо На фиго 1 представлена структурная схема устройства измерения турбулентности метеообразования; на фиго 2 31-31 ; фазовращателя 4, второго фазового детектора 5 и блока 6 определения компг лексного коэффшщента автокорреляции* Измеряемой величиной, характеризующей степень турбулентности, является средняя разность скоростей двух импульсных объемов, разнесенных в радиальном направлении на некоторое расстояние» Средняя разность скоростей определяется средней доплеровской частотой, получаемой при обработке комплексных видеосигналово Видеосигналы формируются путем разделения сигнала промежуточной частоты на первый и второй сигналыо Первый сигнал подается на детекторы 3, 5, а второй - задерживается и подается на детектор 3, а : также задерживается и через фазовращатель 4 подается на детектор 5. С выходов детекторов 3, 5 видеосигналы подаются на блок 6 О 2 ило структурная схема блока определения комплексного коэффициента автокорре-' ЛЯЦИИ 0 '' Устройство измерения турбулентности метеообразовании содержит амплитудный ограничитель 1, линию 2 задержки, первый фазовый детектор 3, фазовращатель 4, второй фазовый детектор 5, вычислитель 6, который содержит аналого-цифровые преобразователи 7 и 8 (АЦП 7 и 8), блоки 9, 10 цифровой задержки на период повторения, умножители 11, 12, 13 и 14, сумматоры 15 и 16, интеграторы 17 и 1672836 18, постоянное запоминающее устройство 19 (ПЗУ 19), Устройство работает следующим образ ом 0 . 5 Отраженные от метеообразовании сигналы на промежуточной частоте (ПЧ) ограничиваются амплитудным ограничителем t и поступают на вторые входы фазовых детекторов 3 и 5, а также на іо вход линии задержки 2О Линия задержки 2 задерживает ограниченный сигнал на время, пропорциональное масштабу турбулентностИи С выхода линии задержки 2 сигнал подается непосредственно на 15 первый вход первого фазового детектора 3 и через фазовращатель 4 на 90 град., на первый вход второго фазового детектора 5 Ц С выходов фазовых детекторов снимаются квадратурные сигналы, моду- 20 лированные доплеровской частотой, пропорциональной разности скоростей частиц метеообразовалий на заданном линией задержки масштабе турбулентностио 25 Эти сигналы подаются на вычислитель 6, который определяет среднюю доплеровскую частоту, пропорциональную величине турбупентностн0 Средняя доплеровская частота опре- зо деляется из соотношения Сигнал с выходов фазовых детекторов (фиго 1) подается на аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 7 и 8, где преобразовывается в цифровой код X и Y, значение X и Y подаются на четыре умножителя 11, 12, 13 и 14, а также на узлы цифровой задержки 9 и 10, где задерживаются на период повторения импульсов РЛС„ С выходов умножителей сигналы подаются на сумматоры 15 и 16, в результате происходит преобразование по следующей зависимости (3) где X ^ H Y ^ - сигналы, задержанные на период повторения; Х 4 и ^ - сигналы текущего периодао Обе части зависимости (3), вещественная и мнимая, интегрируются в интеграторах 17 и 18 и подаются на постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 19, в котором вычисляется значение f Q согласно зависимости (2)„ Использование предлагаемого устройства в радиолокационной аппаратуре, в частности в наземных и бортовых метеорологических и метеонавигационных радиолокаторах дает возможность более точно обнаруживать турбулентные зоны в метеообразованиях и измерять t их интенсивность турбулентности, что (1) f позволяет экипажу самолета более досгде Т - период повторения импульсов эс товерно решать навигационные задачи и своевременно выбирать наиболее безоРЛС; пасный маршрут полета,, Экономический Z - комплексный сигнал; эффект образуется за счет создания Z* - комплексно-сопряженный сигнали дополнительных условий обеспечения Алгоритм ©снован на том, что комплексное число, являющееся сигналом 40 безопасности полетов самолетов и экономии топлива за счет*правильного и с выходов фазовых детекторов (смо своевременного выбора маршрута полета„ фиг„ 1 ) , одного периода повторения импульсов РЛС обрабатывается с комплексно-сопряженным числом другого пеФ о р м у л а и з о б р е т е н и я риода, в результате осреднения полу- 45 Устройство измерения турбулентносчаем среднее значение частоты прямо ти метеообразований, содержащее пропорциональное аргументу среднего амплитудный ограничитель, линию закомплексного коэффициента автокорредержки и фазовый детектор, при этом ляции R(T), определяемого за время Т выход амплитудного ограничителя подключен к первому входу фазового деГ 1 ,„ 50 тектора и входу линии задержки, выход (2) ч линии задержки подключен ко второму входу фазового детектора, а входом где I R(T) и R e R(T) мнимая и дейстустройства является вход амплитудновительная части комплексного коэффиго ограничителя, о т л и ч а ю щ е е циента автокорреляции, определяемого с я тем, что, с целью повышения точ-1 выражением (1)о ности измерения, введены фазовращаБлок 6 определения комплексного тель, второй фазовый детектор и вычискоэффициента автокорреляции (смо литель, при этом выход линии задержки фиг„ 2) работает следующим образом,,