Метод доплеровского определения параметров движения аэрологического зонда радиолокационной системы

Постановка проблемы. В отечественных системах радиозондирования атмосферы в качестве приемоответчика РЛС и
одновременно передатчика телеметрических данных о температуре, влажности, давлении и других параметрах среды на борту АРЗ используются сверхрегенеративные приемопередатчики (СПП). Среди ряда достоинств СПП имеются также недостатки: ограниченность чувствительности СПП в режиме приема запросных радиоимпульсов РЛС; асинхронность процессов формирования приемного окна СПП и посылок запросных радиоимпульсов РЛС, что является причиной принципиально неустранимой ошибки измерения наклонной дальности; широкий спектр излучения и его шумовой характер, создающий проблемы электромагнитной совместимости работе систем ГЛОНАСС/GPS; недостаточная точность определения скорости перемещения АРЗ. Совокупность перечисленных недостатков СПП представляет собой сложную и комплексную проблему на пути дальнейшего развития радиолокационного зондирования.

Цель. Устранить недостатки СПП и улучшить тактико-технические характеристики системы радиозондирования благодаря применению вместо СПП автодинных приемопередатчиков (АПП), работающих в синхронном режиме приема запросных
радиоимпульсов РЛС на борту аэрологического радиозонда (АРЗ) и обеспечивающих регистрацию доплеровских сигналов в приемнике РЛС.

Результаты. Предложен метод доплеровского определения параметров движения АРЗ, основанный на анализе изменений разности фаз возвращенных от АРЗ колебаний и первичных колебаний опорного генератора РЛС. Рассмотрено внедрение АПП вместо СПП для улучшения параметров в системах радиозондирования атмосферы, в результате чего исключены причины снижения чувствительности приемника АРЗ и точности определения дальности и улучшились спектральные характеристики излучения передатчика АРЗ, благодаря чему решена проблема ЭМС с системами ГЛОНАСС/GPS.

Практическая значимость. Результаты работы позволяют отслеживать перемещения АРЗ с точностью до долей полудлины волны излучения, повышая точность регистрации параметров ветра с возможностью анализа тонкой структуры перемещений воздушных масс, включая обнаружение турбулентностей, завихрений, циркуляций и наличия спутного следа, что значительно расширяет функциональные возможности системы зондирования. Для внедрения предложенного метода в существующие системы радиозондирования потребуются незначительные конструктивные изменения в РЛС, связанные с введением частотного детектора в приемник канала дальности и разработкой формирователя специальных запросных радиоимпульсов, состоящих из двух примыкающих друг к другу частей с немодулированной и частотно-модулированной несущей соответственно.