www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Профайлер ветра

Рисунок 1. Низкотропосферный радиолокатор построения профиля ветра CFL-08 китайской компании BIRM

Рисунок 1. Низкотропосферный радиолокатор построения профиля ветра CFL-08 китайской компании BIRM

Профайлер ветра

Радиолокатор построения профиля ветра (англ. Wind Profiling Radar, WPR) или профайлер ветра — это радиолокатор, работающий, в основном, в UHF-диапазоне, и излучающий вертикально вверх. Он используется для измерения вертикальных профилей скоростей ветра. В условиях чистой, безоблачной атмосферы такой радиолокатор принимает мощность, отраженную от областей, где имеют место неоднородности коэффициента преломления среды, вызванные турбулентностью. Частота принимаемой волны отличается от частоты излучаемой на величину допплеровского сдвига частоты, вызваного радиальным перемещением воздушных масс, то есть ветром. По нескольким измерениям с незначительно отличающимися направлениями излучения могут быть рассчитаны реальные скорости ветра в виде трехмерных векторов скорости.

При несущей частоте 400 … 500 МГц может быть достигнута верхняя граница до 15 км (стратосфера), при более высоких частотах 1 … 1,3 ГГц — только до 5 км (нижняя тропосфера). Для того, чтобы иметь возможность выполнять быстрое электронное управление направлением излучения, используются фазированные антенные решетки, расположенные горизонтально. Мощность излучения находится в нижнем диапазоне киловаттов и поэтому может быть легко достигнута при использовании твердотельных передатчиков. Процедура измерения ветра основана на методе допплеровского качания луча (англ. Doppler Beam Swinging, DBS) для трех-четырех направлений излучения, отстоящих от направления в зенит примерно на 15°. При построении вектора скорости ветра предполагается, что поле (среднее) ветра в рассматриваемом объеме является стационарным и однородным по горизонтали, поэтому результаты измерений усредняются за 30 минут.

Все такие радиолокаторы управляются дистанционно и могут использоваться без персонала даже в отдаленных районах. В отличие от средств оптического диапазона (лазер или лидар), они могут выполнять измерения в условиях облаков и тумана. Такие радиолокаторы могут функционировать в непрерывном режиме и поэтому непрерывно регистрировать скорость ветра. Данные, полученные при помощи радиолокаторов построения профиля ветра, включаются в численные модели прогнозирования погоды.

Источники: