Просмотр сведений о научной статье


Обложка номера

№4 2019

Заголовок

Особенности сканирования атмосферы и построения радиолокационных станций вертикального зондирования с малоэлементной антенной решеткой

Авторы

1В.М. Владимиров, 2В.Н. Ратушняк, 2В.А. Вяхирев, 2И.В. Тяпкин

Организации

1ООО «НПФ Электрон»
г. Красноярск, Российская Федерация
2Сибирский федеральный университет
г. Красноярск, Российская Федерация

Аннотация

Подвижность и изменчивость атмосферы и околоземного космического пространства делают крайне важным получение экспериментальной информации о ее динамических характеристиках: скорости, направлении ветра и степени турбулентности. Одним из перспективных методов получения этих данных является вертикальное радиолокационное зондирование атмосферы. Радиолокационные станции вертикального зондирования или ветровые профилометры – относительно новый вид аппаратуры для исследования атмосферы. Радиолокационные станции вертикального зондирования предназначены для дистанционного бесконтактного определения параметров скорости ветра над точкой зондирования в тропосфере и нижней части термосферы. Для получения информации о динамике атмосферных движений используется явление отражения электромагнитных волн от турбулентных образований и образований другой природы. Временное положение отраженного сигнала и сдвиг по частоте, обусловленный эффектом Доплера, дают точную информацию о высоте и скорости перемещения атмосферных неоднородностей. Анализ параметров отраженных сигналов позволяет получать в реальном масштабе времени высотно-временное поле скорости ветра и интенсивности турбулентности. Физические принципы, положенные в основу функционирования этих станций, позволяют проводить непрерывные измерения независимо от погодных условий. В статье рассматриваются основные методы измерения вертикального профиля атмосферы и нижней части термосферы, способы сканирования и классификация средств зондирования вертикального профиля атмосферы, а также особенности функционирования и построения радиолокационных станций вертикального зондирования с малоэлементной решеткой.

Ключевые слова

радиолокационная станция вертикального зондирования, МСТ-радар, ветровой профилометр, малоразмерная антенная решетка, атмосферные неоднородности

Список литературы

[1] Сетов А. Г., Медведев А. В., Кушнарев Д. С., Васильев Р. В., Лебедев В. П. Исследование возможностей антенной системы нового радара НР-МСТ при различных режимах работы // Сборник «Взаимодействие полей и излучения с веществом». Труды Международной Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике и Конференции молодых ученых, 2015, С. 188–190.

[2] Селиванов Д. Ю. Модели и методы обработки сигналов ветровым профилометром с разнесенными антеннами : автореф. дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург, Уральский государственный технический университет, 2007.

[3] Ахметьянов В. Р., Васильев Д. Н., Коняев М. А., Мишина О. А., Пенкин М. С., Петров Г. А., Тезадов Я. А., Шаталов И. В., Ширяев И. Ф. Методы и алгоритмы обработки данных ветрового когерентного доплеровского лидарного профилометра с коническим сканированием // Журнал радиоэлектроники. 2013. № 10. С. 11.

[4] Потехин А. П., Сетов А. Г., Лебедев В. П., Медведев А. В., Кушнарев Д. С. Перспективный радар НР-МСТ: потенциал и диагностические возможности // Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2. № 3. С. 3–16.

[5] Бурлаков В. Д., Долгий С. И., Макеев А. П., Матвиенко Г. Г., Невзоров А. В., Солдатов А. Н., Романовский О. А., Харченко О. В., Яковлев С. В. Лидарные технологии дистанционного зондирования параметров атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 10. С. 829–837.

[6] Шаманский Ю. В. Вариации атмосферно-электрических характеристик в тропосфере и стратосфере // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 1–2. С. 185–187.

[7] Nishimura K., Nakamura T., Sato T., Sato K. Adaptive Beamforming Technique for Accurate Vertical Wind Measurements with Multichannel MST Radar // American Meteorological Society. 2012. pp. 1769–1775.

[8] Park S.-G., Lee D.-K. Retrieval of high-resolution wind field over the Southen Korean peninsula using the Doppler weather radar network // Weather and Forecasting. 2009. pp. 87–103.

[9] Дистанционные методы и средства исследования процессов в атмосфере Земли / под общ. ред. Б. Л. Кащеева, Е. Г. Прошкина, М. Ф. Лагутина. Харьков : Харьк. нац. ун-т радиоэлектроники; Бизнес Информ, 2002. 426 с.

[10] Владимиров В. М., Кашкин В. Б., Сенченко Я. И. Модернизация приемника радиолокационной станции вертикального зондирования атмосферы // Сборник «Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли». Материалы III Международной научной конференции, 2016, С. 74–77.


Дополнительные сведения

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда науки в рамках научного проекта: «Методы радиолокационного зондирования атмосферы с использованием малоэлементных антенных решеток».



Цитирование данной статьи

Владимиров В.М., Ратушняк В.Н., Вяхирев В.А., Тяпкин И.В. Особенности сканирования атмосферы и построения радиолокационных станций вертикального зондирования с малоэлементной антенной решеткой // Космические аппараты и технологии. 2019. Т. 3. № 4. С. 237-242. doi: 10.26732/2618-7957-2019-4-237-242