Сущность радиоакустического метода зондирования атмосферы

Сущность радиоакустического метода зондирования атмосферы состоит в том, что вместо обычно выпускаемого шар-зонда или радиозонда в атмосферу излучаются короткие посылки звуковых волн высокой интенсивности, скорость и направление распространения которых измеряются с помощью доплеровского радиолокатора.

На пути своего распространения звуковые волны создают периодические изменения диэлектрической проницаемости воздуха, которые способны рассеивать электромагнитные волны с когерентным сложением рассеянной энергии. Особенность систем РАЗ состоит в необходимости выполнения условия Брэгга (1.1), которая диктуется как энергетическими, так и информационными соображениями, то есть соблюдение условия резонансной дифракции электромагнитного излучения на решетке, созданной распространяющимися звуковыми волнами в атмосфере. Объяснить дифракцию Брэгга можно тем, что падающая под углом к звуковой решетке электромагнитная волна частично отражается от неё, а интерференция отраженных волн определяет интенсивность дифрагированной энергии (Рис.1.1).

Рисунок 1.1 - Схема отражения электромагнитного излучения от максимумов деформации в звуковой волне

Интенсивность дифрагированной электромагнитной энергии будет максимальна, если разность хода электромагнитных волн, отраженных от соседних максимумов деформации воздушной среды удовлетворяет условию Брэгга:

(1.1)

где

(1.2)

- разность фаз отраженных электромагнитных волн;

- длина звуковой волны;

- длина электромагнитной волны;

- угол рассеяния электромагнитных волн.

Падение электромагнитных волн на звуковую решетку будет близко к нормальному в случае вертикального зондирования и рассматривая гипотетическую «прямоугольную» звуковую волну, на каждой поверхности сжатия-разрежения часть падающей электромагнитной энергии будет отражаться. Квадрат модуля коэффициента отражения по мощности определяется в этом случае выражением [7]:

(1.3)

где - на границе сред 1 и 2;

- на границе сред 2 и 3.

имеет место, когда , где -любое печатное целое число.

Коэффициент отражения будет максимальным при =1.

Реальный пакет звуковых волн, распространяющихся в атмосфере, создает синусоидальное изменение . Максимум отражения в этом случае также будет при =1.

Здесь - любое положительное целое число.

Прочитайте еще и эти статьи:

Разработка блока управления контактором, предназначенного для работы в сетях как постоянного, так и переменного тока
Целью данной работы является разработка блока управления контактором предназначенного для работы в сетях как постоянного, так и переменного тока. Для работы вакуумных контакторов необходимо электрическое устройство, позволяющее включать (замы ...

Имитационное и аналитическое моделирование преобразователя частоты
Преобразователь частоты применяется, главным образом, в супергетеродинных радиоприёмниках, а также в различных радиоизмерительных приборах - селективных вольтметрах, анализаторах спектра, модулометрах и девиометрах, установках для измерения ...