Акустический локатор для измеренияскорости betpa

Акустический локатор для измеренияскорости betpa

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()834651

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ф

7.

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.10.79 (21) 2827938/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 0I Ъ 1/00

Гееударстееннмй кемнтет (53) УДК 551.508..8 (088.8) Опубликовано 30.05.81. Бюллетень № 20 по делам нэебретеннй н етери тнй

Дата опубликования описания 10.06.81

В. И. Галкин, Н. П. Красненко, Ю. С. Троф мов,.- . "-"з

В.А. Федоров и М. Г. Фурсов 1 .,-:.-,,-- ."" ." ",.Я

-. ь -. . " Т --:: -Еi в ° " и

5.- ° "

1 ,ф...., ",;, М СССР (72) А вторы изобретения (71) Заявитель (54) АКУСТИЧЕСКИЙ ЛОКАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ВЕТРА

Изобретение относится к метеорологии, а именно к устройствам для оперативного измерения скорости ветра в атмосфере.

Известны акустические локаторы для определения скорости ветра в атмосфере, основанные на измерении допплеровского сдвига частоты сигнала, рассеянного на движущихся под действием ветра неоднородностях атмосферы, относительно частоты излучаемого сигнала и состоящие из антенны, задающего генератора, усилителя мощности, синхронизатора, переключателя приемпередача, входного антенного усилителя, полосового фильтра, аналого-цифрового преобразователя, запоминающего устройства, цифрового спектроанализатора и ЭВМ (1).

Недостатком известных локаторов является низкая точность измерения скорости ветра и недостаточное быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является акустический локатор для измерения скорости ветра, основанный на определении средней частоты принимаемого акустического сигнала по его корреляционной функции, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, переключатель прием-передача с антенной, усилитель, полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, умножитель, сумматор и ЭВМ, а также синхронизатор, связанный с задающим генератором, S переключателем прием-передача и усилителем (2) .

Недостаток указанного локатора заключается в низкой оперативности измерений и недостаточной надежности.

IO

Цель изобретения — повышение надежности и оперативности измерений скорости ветра.

Указанная цель достигается тем, что известный локатор снабжен линией задержки, дополнительным умножителем и сумматором, причем вход линии задержки соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а ее выход подключен к первому входу дополнительного умножителя, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход дополнительного умножителя соединен со входом дополнительного сумматора, который подключен к ЭВМ.

834651

Формула изобретения

ВНИ ПИ . Заказ 4049/73 Тираж 732, Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, чл. Проектная, 4

На чертеже представлена блок-схема акустического локатора.

Акустический локатор содержит звуковой генератор, усилитель 2 мощности, переключатель 3 прием-передача, усилитель 4, полосовой фильтр 5, аналого-цифровой пре образователь 6, линию 7 задержки, умножитель 8, сумматор 9, ЭВМ 10, синхронизатор Il.

Устройство работает следующим образом.

Звуковой генератор 1 генерирует электрические колебания, частоты 1мвл., которые усиливаются усилителем 2 мощности и через переключатель 3 прием-передача поступают в антенну, где преобразуются в акустические колебания и излучаются. Далее отраженный от неоднородностей атмосферы аку- 15 стический сигнал принимается антенной, преобразуется в электрический, усиливается в усилителе 4 и после прохождения полосового фильтра 5 кодируется в аналогоцифровом преобразователе 6 в дискретные моменты времени с интервалом дискретизации Ь t = — f>s, 1

Затем закодированные отсчеты сигнала

Хп поступают на входы двух каналов. В первом канале на выходе сумматора 9 накапливается среднее количество Й сумм произведений вида Х„ Х, т. е. определяется значение корреляционной функции (v) -cos(23f .ã) при б =О, 30 где Ю вЂ” мощность сигнала;

g () — медленно меняющаяся, по сравнению с высокочастотным заполнением, огибающая корреляционной функции;

A1 — средняя частота сигнала;

7 — время.

Во втором канале на вход умножителя 8 с помощью линии задержки 7 (выполненной в виде регистра сдвига) поступают пары вида Х Х«, поэтому на выходе сумматора

40 этого канала накапливается среднее (N — 1) таких сумм, т. е. определяется В (t) при ь= ht.

Далее по этим двум значениям B(2 ) в

ЭВМ 10 определяется допплеровский сдвиг 45 и скорость ветра.

Работой всего локатора управляет синхронизатор 11.

Таким образом, время измерения практически равно длительности сигнала Т.

В локаторе осуществляется измерение в реальном масштабе времени двух значений корреляционной функции принимаемого акустического сигнала В(0) и B(ht), что позволяет отказаться от применения запоминающего устройства и исчезает необходимость в переносе спектра сигнала в низкочастотную область, что упрощает устройство. Использование новых элементов — .линия задержки с добавлением еще одного умножителя и одного сумматора — приводит к повышению надежности и оперативности измерения скорости ветра.

Акустический локатор для измерения скорости ветра, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, переключатель прием-передачу с антенной, усилитель, полосовой фильтр; аналого-цифровой преобразователь, умножитель, сумматор и электронно-вычислительную машину, а также синхронизатор, связанный с задающим генератором, переключателем прием-передача и усилителем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и оперативности измерений скорости ветра, он снабжен линией задержки, дополнительным умножителем и сумматором, причем вход линии задержки соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а ее выход подключен к первому входу дополнительного умножителя, второй вход которого соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, а выход дополнительного умножителя соединен со входом дополнительного сумматора, который подключен к электронно-вычислительной машине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Мю 3889533, кл. 73 — 189, 1975.

2. NOAA Technical Memorandum ERL

WPL 21. Wave Propagation Laboratory

Boulder, Colo1 ado, 1977, April, р. 76.