Способ измерения вертикальной составляющей скорости ветра в ионосфере

Способ измерения вертикальной составляющей скорости ветра в ионосфере

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 S 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.05.90. Бюл. ((- 20 (21) 3755568/40-23 (22) 15.06.84

V = — - W

h .

4Л

Ю

Сл

©4

CO

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (71) Горьковский научно-исследовательский радиофиэический институт (72) Е.A.Áåíåäèêòoâ, В.В.Беликович и Н.П.Гончаров (53) 621.396,96 (088,8) (56) Green Т.Ь. Gage К.S., Van

Zandt I.Е. Atmospheric measurements

by VHF pulsed doppler radar, IEEE

trans. on geoscience electronics, 1979, GE-17, М 4, р.262-.280.

Брюнелли Б.Е. Исследование ионосферы методом некогерентного рассеяния радиоволн. Сб, Некогерентные рассеяния радиоволн. Апатиты, 1980, с. 140-157. (54) (57) 1, СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ .СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СКОРОСТИ ВЕТРА

В ИОНОСФЕРЕ, заключающийся в том, что.излучают в зенит последовательность зондирующих радиоимпульсов, принимают радиоимпульсы, отраженные от неоднородностей ионосферной плазмы и определяют вертикальную составляющую скорости ветра расчетным путем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, непосредственно до излучения зондирующих радноимпульсов формируют искусственную периодическую

„„SU„„1253308 А 1 структуру гориэонтальщих неоднородностей ноносферной плазмы, измеряют скорость изменения фазы несущей в последовательности принятых радиоимпульсов в моменты, соответствуюшие исследуемой высоте, а вертикальную составляющую Ч скорости ветра определяют по формуле где h — длина волны несущей зондиРующих радиоимпульсов;

W — - скорость изменения фазы несущей, причем длину волны несущей зондирующих радиоимпульсов выбирают из условия ее равенства удвоенной величине пространственного периода искусственной периодической структуры горизонтальных неоднородностей ионосферной: плазмы., 2.. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что искусственную ... периодическую структуру горизонталь-. ных неоднородностей ионосферной плазмы формируют путем излучения.в зенит возмущающей ионосферу радиоволны, длина волны которой равна длине волны зондирующих радиоимпульсов и больше критической длины волны для F-слоя ионосферы.

1253308

Изобретение относится .к метеорологии и может быть использовано для наземных измерений профиля вертикальной составляющей скорости ветра на высотах нижней ионосферы.

Цель изобретения . — повышение точности измерений за счет уменьшения ошибки, обусловленной влиянием горизонтальной составляющей скорости ветра. Ю

Работа. по данному способу происходит следующим образом.

Первоначально формируют искусственную периодическую структуру горизонтальных неоднородностей ионосфериой д5 плазмы, для чего излучают в зенит возмущающий радиосигнал. При этом длину возмущающего радиоизлучения „ выбирают большей критической длины волны .F — - слоя ионосферы Л, в ре 2О зультате чего излученный радиосигнал отражается от этого слоя. За счет интерференции падающей и отраженной радиоволны во всем высотном интервале от уровня Земли до высоты отраже- 25 ния формируется стоячая радиоволна, возмущающая ионосферу. Возмущающее воздействие стоячей волны проявляется в перераспределении электронов в поле этой волны таким образом, что що

s течение нескольких секунд формируется искусственная периодическая структура горизонтальных неоднородностей ионосферной плазмы.

Поскольку возмущающая радиоволна

35 направлена в зенит, пространственный период этой стоуктуры равен =0,5k„, Положение сформированнойI искусственной периодической структуры в пространстве фиксировано и определяется фазой, отраженной от ионосферы возмущающей радиоволны, а также вели/ чиной и направлением вертикальной составляющей скорости ветра. Поскольку время 7 формирования искусствен4$ ной периодической структуры не превышает нескольких секунд, а ее прост- ранственный период Ь составляет нес,колько десятков метров, то дпя величин вертикальной составляющей скорости ветра Ч до 3-5 м/с выполняется © условие L >Vi для типичных ионосферных условий на высоте 50-)00 км ве" личина вертикальной составляющей скорости ветра составляет около 1 и/с и вертикальная составляющая скороати ветра практически не уменьшает интенсивности формируемрй структуры.

В случае больших скоростей ветра измерения могут быть проведены при увеличении пространственного периода структуры.

Псле выключения возмущающего радиоизлучения из-эа большого числа соударений электронов и ионов с нейтральными молекулами структура увлекается движением нейтрального газа. Непосредственно по окончании формирования периодической структу" ры горизонтальных неоднородностей ионосферной плазмы излучают в зенит последовательность радиоимпульсов, длина волны которых удовлетворяет условию h = 2Е, и принимают последовательность радиоимпульсов, рассеянных периодической структурой горизонтальных неоднородностей ионосферной плазмы.

Выбранное соотношение длины волны последовательности зондирующих радиоимпульсьв и пространственного периода сформированной структуры обес-. печивает когерентное сложение отраженных сигналов и вследствие этого их уверенный прием даже при относительно слабых искусственных неоднородностях ионосферной плазмы.

При* приеме измеряют от импульса к импульсу скорость изменения фазы несущей в последовательности рассеянных искусственной структурой неоднородностей радиоимпульсов в той их части, которая соответствует .исследуемой высоте. Это может быть достигнуто, например, измерением от импульса к импульсу соответствующей исследуемой высоте фазы несущей. и определением ее изменения ьЧ эа время аt. Конкретное значение. отрезка времени gt определяется заданной точностью измерений и составляет около 1 с.

Поскольку искусственная периодическая структура неоднородностей ионосферной плазмы имеет значитель-. ные горизонтальные размеры, изменение от импульса к импульсу фазы несущей в принятой последовательности радиоимпульсов обусловлено в основном перемещением этой структуры в вертикальном направлении и практически ие зависит от величины горизон-. тальной составляющей скорости ветра.

Вертикальную составляющих скорости ветра определяют по формуле

Ч вЂ” W

4 1

1253308

Составитель В,Новиков

Техред Э.Чижмар

Корректор С. Черни

Редактор А.Кондрахина

Э Й ««» М

Заказ 1538 Тираж 451 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раущская наб., д.4/5

»»Ф

»»» »» » аа

Производственно-йолиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 где W - -скорость изменения фазы несущей в принятых радиоимпульсах (положительное значение W соответствует вертиклаьной составляющей скорости, направленной вниз, отрицательное— вверх).