Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Это соотношение представляет собой рабочую форму уравнения дальности радиолокации для определения интенсивности отраженных сигналов при объемном рассеяние. 6.49. Обнаружение облаков н тумана В монографии,'15) показано, что радиолокация является полезным техническим средством для изучения физики облаков. Так как большинство капелек, образующих облака, имеют диаметр 100 мкм и менее, то релеевская теория рас. сеяния применима, и результаты, приведенные в предшествующих параграфах, можно испол~зовать полностью. Однако прежде чем получить количественные данные о содержании в облаках воды в жидкой фазе, необходимо установить со.
отношение между множителем отражения 2 н содержанием воды в жидкой фазе М (15) 7=4,8 1О "Мт, где 2 выражено в ммэ!мз, з М вЂ” в мгlмз. Приведенное соотношение получено на основе экспериментальных исследований. Установлено, что величина обратного рассеяния облаками и туманами приблизительно на 8 дБ меньше величины, рассчитанной по обычной формуле 3 = ХМйлг. В работе (55), а также в (56) предложено теоретическое объяснение наблюдаемому расхождению; сделан вывод, что для определения зависимости Р, от длины волны желательно изучать отражения от облаков одновре менно на нескольких волнах. Предварительные результаты таких исследований (56) показывают, что частотная зависимость отражений от облаков имеет вид от Х ' ' до Х-' '. Это находится в сильном противоречии с зависимостью Х которая следует из релеевской теории рассеяния.
Заслуживает внимания тот факт, что большинство облаков, обнаруженных с помощью обычных метеорологических РЛС, вероятно, содержат частицы, выпадающие в виде осадков и представляющие собой большие кристаллы льда (55). б.22. Обнарузсаниа снега 6.29. Обнаружение дождей Возможность обнаружения дождей посредством радиолокационных систем представляет собой исключительную ценность для метеорологии, и в частности длв обнаружения гроз в реальном масштабе времени.
Во всех мощных грозовых системах в конечном счете образуются сконденсированные частицы воды, которые легко обнаруживают радиолокационные станции диапазона 10 см. Наблюдение за такими грозами в течение нескольких часов позволяет обучить операторов довольно надежно прогнозировать области локализации гроз и их интенсивность.
Количественные измерения множителя отражения от дождя можно выполнять на очень больших плошадях. Интенсивносгь дождя г связана с множителем отражения у эмпирическим соотношением Е = агэ. В литературе )!5, 5Ц приводится большое число различных значении постоянных а и Ь. По-видимому, значения этих постоянаых зависят от типа грозы и длительности наблюдения.
Можно считать, что наиболее типичным являетсв со. отношение 2=200г! '. (39) . В работе [5!) проанализированы результаты 24-часовых наблюдения дождя; оказалось, что рассчитанная по (39), т. е. определенная радиолокационным способом, средняя интенсивность дождя меньше непосредственно измеренной не более чем на 2е~е.
Такую точность измерений автор работы объясняет полным усреднением за 24-часовой период наблюдений всех флуктуаций распределения размера капель в пространстве и во времени При меньшем времени наблюдений проявляегся тенденция к большей изменчивости значений постоянных а и Ь. Значительный вклад в эту изменчивость дает, по-видимому, распределение ветра внутри грозовых образований. Когда антенна РЛС ориентируется под заметным углом места к горизонту с тем, чтобы по возможности уменьшить мешающие отражения от земной поверхности, РЛС облучает область грозы в более высоких слоях атмосферы, и определенная с его помощью интенсивность дождя может значительно отличаться от результатов измерений, полученных сетью наземных дождемеров. Теория рассеяния Релея применима и к наиболее интенсивным дождям прн использовании РЛС диапазонов!О см и 5 си.
На волнах диапазона 3 см начинается переход от релеевского рассеяния к'рассеянию, соответствующему теории Ми, и поэтому следует вводить поправку в рассчитанную величину интенсивности дождя [15). 621. Обнаружение града Посредством радиолокационных средств можно различить области осадков, содержащих град, от областей, в которых выпадают осадки в жидкой фазе. Эквивалентный множитель отражения для града в диапазоне волн 1О см имеет «пороговоеэ значение Ег = 3 ° Рбь [51), что соответствует интенсивности ливня 120 мм/ч. Количественные радиолоканионные измерения интенсивности града произвести чрезвычайно трудно вследствие самой природы этого явления, поскольку в зоне выпадения града одновременно существуют сухие градины, градины, покрытые пленкой воды, и растаявшие частицы.
Кроме того, как известно, форма градин отличается большим разнообразием. 6.22. Обнаружение снега Обратное радиолокационное рассеяние снегом значительно меньше обратного рассеяния каплями воды по двум причинам: воперзых, для снега 1 К)" = = 0,197, в то время ках для воды ! К)з 1; во.вторых, интенсивность сны опадав обычно меньше, чем интенсивность дождей. Для осадков в виде снега у онлет. 25$ Гл. б. Влияние метеоусловий на работу РЛС ворительные результаты дает следующее эмпирическое соотношение между ги'. г= 1000 г,з, где г — интексивность снегопада в мм!ч в пересчете на воду, т.
е. после таяния ]5?]. Из девяти наблюдавшихся снегопадов в пяти случаях их интенсивность была велика и лежала в пределах от 4 до 50 мм!ч. В трех случаях, когда снего. пады были небольшой интенсивности (от 0,5 до 4 мм!ч), радиолокационные измерения дали заниженные результаты. 6.23. Радиолокационные отражения от оптически ненабпюдаемых объектов", птиц и насекомых Особый класс радиолокационных отражений от метеобъектов, носящий об щее название «отражения от оптически ненаблюдаемых объектов», в течение многих лет вызывал недоумение исследователей. Частота наблюдений таких отражений возрастала по мере расширения практического испольЗования радиолокационных средств, улучшения приемников, увеличения размеров антенн и повышения мощности радиолокационных передатчиков. Появление некоторых отражений такого типа совершенно определенно связывается со специфнчеснимн метеорологическими условиями, а также с отражениями от птиц или роев пасе.
комых. Причины возникновения других отражений этого класса не поддаются простому объяснению. Некоторые ошибки в интерпретации причин появления отражений от оптически ненаблюдаемых объектов, птиц и насекомых можно объяснить использованием различных радиолокационных индикаторов. Для отображения радиолокационных отражений этого вида применялн четыре основных типа радиолокационных индикаторов: кругового обзора, «дальность — высота», типа А и «высота — время».
Последний тип индикаторов часто использовали в сочетании с неподвижными, ориентированными в вергикальном направлении антеннами В та ких индикаторах вертикальное отклонение луча электронно-лучевой трубки пропорционально высоте источника радиолонацнонного отражения горизонтальное отклонение пропорционально текущему времени, а яркость луча характеризует интенсивность отраженного сигнала. В радиолокационных системах индикаторы кругов го обзора и «дальность — высота» применяются одновременно лишь з порядке исключения.
Таким образом, например, изображение отраженного сигнала на экране индикатора кругового обзора может сильно отличаться от изображения того же отраженного сигнала на экране индикатора <высота — время», обладающего значительно лучшей прог«ранственной разрешающей способностью. В табл. 13 дана грубая характеристика различных типонэхо-сигналов рассматриваемого класса. Детальный анализ таких сигналов и вероятных причин их появления, а также типичные фотографии экранов радиолокационных индикаторов даны в монографии г58].
Когда было проанализировано огромное количество данных о появлении отражений от оптически иенаблюдаемых объектов, стало очевидным, что эхосигналы этого класса оказывают наиболее сильное влияние на характеристики обзорных РЛС с индикаторами кругового обзора. В свою очередь, индикаторы кругового обзора н «дальность — высота» являются, по-виднмому, наилучшими типами индикаторов для отображения отраженных сигналов рассматриваемого класса, а РЛС автоматического сопровождения целей со стробированием по даль. ности являются наилучшими для получения количественных характеристик этих отражений ]59.
»)1. *' В оригинале отражения такого тнпз назыв потся «апйе]з» 1«ашелы)».— Ред. 256 б.23. оодгсалак. атр ат оптически пенаблюдаелых объектов, птиц и ногекомьгх Таблица 13 Характеристики радиолокационных отражений от оптически неиаблюдаемых объектов, птиц и насекомых тнп ндн источник стриженного сигнала Наиболее вероятная причина появления Хдрдитернстннв сигнала Непрерывные или прерывающиеся во времени отраженные сигналы, наблюдающиеся в течение длительного времени (нескольиих часов) Кратковременные (секунды) ногерентные отраженные сигналы Слои тропосферы Четко связываются с определенными метеорологическими условиями; инверсиями оседания, радиолокационными инверсиями и фронтальными разделами Макрообъекты, наиболее вероятно — насекомые и, возможно, птицы Рассеивающие элементы, перемещающиеся с ветром Рассеивающие элементы, связанные с облаиами 1.
Большие, перемешающнеся с ветром отраженные сигналы на границах об- лачности Неоднородности коэффициента преломления на границах облачности 2. Линии-предвестники 2. Гравитационные волны*> или зоны пересечения холодного и теплого атмосферных фронтов Мдкрообъеиты, наиболее вероятно птицы и насеко. мые; глобулы конвекционного происхождения (энергия, рассеянная глабуламн вперед по направлению к земле, переизлучается сбратно по направлению и РЛС по тому же пути) Гравитационные волны, возбуждаемые точечнмм источником; иатеканне теплого сухого воздуха на холодный влажный воздух; поперечное сечение восхо. дящих токов воздуха; птицы, покидающие зону отды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
