microbik.ru
  1 2 3 4 5

Суть способа состоит в измерении начальной фазы временных колебаний принятых звуковых эхо-сигналов при одновременном акустическом зондировании атмосферы в двух различных по углу места направлениях. Причем начальная фаза временных колебаний для каждого направления измерялась спустя один и тот же момент времени после излучения звуковой волны (t=tstr) и на одинаковом расстоянии от источника излучения (R1=R2). При этом принималось во внимание, следующее:

  1. Фаза звуковой волны, как известно, определяется соотношением

(6.1)


Здесь – фаза временных колебаний звуковой волны спустя момент времени t после ее излучения, – фаза пространственных колебаний звуковой волны на расстоянии от источника излучения на этот момент времени, Т – период временных колебаний, – длина волны.

2. Начальная фаза временных колебаний рассеянной с каждой фиксированной высоты звуковой волны определяется только пространственной фазой звуковой волны, которую она имела на этой высоте h в данный фиксированный момент времени tstr.

3. Пространственная фаза звуковой волны, определяемая выражением , на каждом расстоянии R в данный фиксированный момент времени t зависит только от величины .

4. Разность фаз между фазой временных колебаний излучаемой звуковой волны, которую она имела в данный фиксированный момент времени t, и фазой волны на фиксированном расстоянии R, с ростом величины растет. Эта разность фаз представляет собой фазу звуковой волны, которую она имела на момент времени t=tstr на фиксированном расстоянии R.


Следовательно, измеряя начальную фазу временных колебаний звуковой волны, принятой с фиксированного расстояния R в фиксированный момент времени t=tstr после излучения звуковой волны, и фазу временных колебаний излученной звуковой волны, которую она имела на момент времени t=tstr, из выражения (1.6) можно вычислить значение . А так как величина  связана со скоростью звуковой волны соотношением , а скорость звуковой волны, – в свою очередь, с температурой атмосферы Т соотношением , то, в конечном счете, по измеряемой начальной фазе временных колебаний принятой звуковой волны можно определить для каждого направления зондирования температуру атмосферы вдоль пути распространения звуковой волны для фиксированных и одинаковых для обоих направлений величин t и . Относительные изменения температур измеряли для двух углов зондирования.

Согласно описанной выше методике была предпринята попытка экспериментально оценить анизотропию температуры атмосферы в ПАС с помощью акустического зондирования. В эксперименте использовался специально разработанный акустический локатор [26], предназначенный для измерения фазовых характеристик акустических эхо-сигналов. В состав локатора входят: излучатель пакетов акустических волн на частоте 1кГц, приемное устройство, умножитель частоты принятых сигналов в 32 раза, импульсный цифровой фазометр. Применялась следующая методика измерений. В двух различных по углу места направлениях при 1 и 2 по 6 мин в каждом направлении (при частоте звуковых посылок 0,5 Гц) через каждые 0,3 с после каждого излучения пакета акустических волн, что соответствовало высоте 50м или дальности, проходимой звуковой волной до рассеивающего объема туда и обратно, R 100 м, поочередно с помощью импульсного фазометра производилось измерение фазы принятой звуковой волны для каждого направления. Определялся фазовый сдвиг между фазой временных колебаний излучаемой звуковой волны на момент времени t=tstr, и начальной фазой временных колебаний на момент времени звуковой волны, причем электрические колебания для принятой звуковой волны и для излученной перед подачей на фазометр умножались на 32.



<< предыдущая страница   следующая страница >>