|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Zapomniana radiometeorologia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa Dlaczego zapomniane? A czym w ogóle jest ta nauka? Z definicji radiometeorologia jest nauką o związku procesów meteorologicznych (pogodowych) z procesami propagacji fal radiowych w atmosferze. Jednak znaczenie nadane tej definicji zmieniało się kilkakrotnie w historii rozwoju radiotechniki. Przypomnijmy, że pierwszy odbiornik radiowy A. S. Popowa był używany jako wykrywacz wyładowań atmosferycznych, to znaczy, że pierwszym praktycznym zastosowaniem radia była radiometeorologia! Obserwacje atmosfery - impulsy emisji radiowej spowodowane wyładowaniami atmosferycznymi, stały się dość powszechne w latach 20-30. Znany był na przykład przyrząd szwajcarskiego fizyka Lujona, który nazywał się atmoradiografem i był udoskonalonym wykrywaczem wyładowań atmosferycznych Popowa połączonym z anemokinemografem meteorologicznym [1]. Obserwacje prowadzono na falach ultradługich (częstotliwości dziesiątek kiloherców), które mają duży zasięg propagacji, dzięki czemu możliwe było zarejestrowanie odległych źródeł aktywności burzowej, w tym tropikalnych. W czasie II wojny światowej, kiedy Szwajcaria została odcięta od źródeł informacji meteorologicznej, dzięki obserwacjom atmosfery udało się zarejestrować występowanie cyklonów nawet u wybrzeży Florydy. Przekraczając Atlantyk, cyklony te zdeterminowały pogodę w Europie. Później, w celu dokładniejszego zlokalizowania źródeł atmosfery, grupa Lujon zorganizowała się w latach 1957-1959. stanowiska obserwacyjne w Zurychu i na Svalbardzie. Znalezienie kierunku o podstawie 4200 km umożliwiło zarejestrowanie burz na prawie całej półkuli północnej. Techniki obserwacji atmosfery znacznie się poprawiły, gdy pojawiły się odbiorniki namierzające kierunek ze wskazaniem nadchodzących impulsów nie przez ucho, ale na ekranie CRT. Schemat blokowy nowoczesnego lokalizatora kierunku wyładowań atmosferycznych pokazano na ryc. 1]. Jest to odbiornik z bezpośrednim wzmocnieniem zawierający trzy identyczne kanały z filtrami pasmowoprzepustowymi Z2-Z1 dostrojonymi do odbieranej częstotliwości (np. 3 kHz) oraz wzmacniacze A27-A1. Dwa kanały odbierają sygnał ze skrzyżowanych pod kątem prostym anten pętlowych WA3 i WA1 (z równym powodzeniem można zastosować magnetyczne), a trzeci kanał odbiera sygnał z anteny biczowej dookólnej WA2. Sygnał trzeciego kanału jest ograniczony w amplitudzie przez ogranicznik U3 i służy jako model działania dwóch detektorów synchronicznych U4 i U1 zainstalowanych w dwóch pierwszych kanałach.
Na wyjściach detektorów synchronicznych demodulowane sygnały są proporcjonalne do sinusa i cosinusa kąta nadejścia fal radiowych. Po ich zastosowaniu, po odpowiednim wzmocnieniu i uformowaniu w urządzeniach U5 i U6, na płytki odchylania poziomego i pionowego kineskopu, uzyskujemy kąt odchylenia wiązki proporcjonalny do łuku tangensa stosunku napięć w kanałach z antenami pętlowymi, tj. azymut kąta nadejścia fali. Wstępne ustawienie namierzacza odbywa się poprzez obrócenie anten pętlowych i przesuwnika fazowego U3 w obwodzie sygnału odniesienia. Jak widać, namierzacz kierunku jest dość prosty, nie zawiera urządzeń mobilnych do obracania anten, jednak pozwala określić azymut z dość dużą dokładnością. Atmosferę na ekranie obserwuje się w postaci wyrzutu wiązki ze środka ekranu w kierunku odpowiadającym azymutowi, a długość wyrzutu odpowiada amplitudzie atmosferycznej. W ten sposób powstaje polarny diagram intensywności atmosfery. Tajfuny i huragany dają na nim ostre, ostre maksimum, podczas gdy czołowe regiony burz - szerokie maksimum w kierunku i mniejszej intensywności [1]. Technika wyznaczania kierunku pioruna jakoś nie znalazła odpowiedniego rozgłosu w literaturze krajowej, aw radioamatorskim jest całkowicie nieobecna. Jednocześnie prognozowanie burz, huraganów, nawałnic, ulew i obserwowanie ich rozwoju jest niezwykle ważne, zwłaszcza na terenach wiejskich. Wydaje się, że pole działania dla radioamatorów jest szerokie. Inny aspekt meteorologii radiowej jest związany z obserwacjami przechodzenia sygnałów radiowych w atmosferze. W latach dwudziestych i trzydziestych XX wieku przyjmowano za pewnik, że odbiór radiowy jest powiązany ze stanem pogody. Wśród radiooperatorów pojawił się nawet taki napis: „Dobra pogoda – zły odbiór, zła pogoda – dobrze!”. Równocześnie przeprowadzono wiele prac i badań wykazujących związek propagacji fal długich, średnich i krótkich (LW, SW i HF) z warunkami pogodowymi. Uczestniczyli w nich radioamatorzy G. I. Kazakov (Tashkent), M. A. Benashvili (Tbilisi), L. S. Leonov i A. P. Shchetinin (Moskwa). Ich obserwacje dały bardzo cenne wyniki, ale obecnie niewiele osób o nich wie. Podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej nie było czasu na radiometeorologię, ale rozwinął się radar, opanowano zakresy fal decymetrowych, centymetrowych, a później milimetrowych.Potem już w latach 50-60 przeprowadzono badania teoretyczne i eksperymentalne nad propagacja VHF na dalekie odległości w wyniku załamania w troposferze, rozpraszanie na niejednorodnościach troposferycznych, odkryła istnienie falowodów troposferycznych. Odbicia radarowe otrzymano od chmur, stref opadów, a nawet od „czystego nieba” - odcinków troposfery o dużych wahaniach współczynnika załamania światła. Tym samym powstała już „trzecia” meteorologia radiowa, która bada propagację i odbicie VHF w troposferze [3]. Często obejmuje również badanie atmosfery za pomocą balonów wyposażonych w nadajniki radiowe. Przypomnijmy słynną radiosondę systemu prof. Molchanov, po raz pierwszy wystrzelony w styczniu 1930 roku. Został tak pomyślnie zaprojektowany, że nawet wiele lat później był używany przez większość krajowych stacji pogodowych. To właśnie ta meteorologia radiowa oraz meteorologia radarowa stały się dominujące w latach powojennych, całkowicie zastępując starą meteorologię radiową związaną z Dalekim Wschodem, SW i SW. Znani naukowcy Pedersen i Austin również przyczynili się do tego „przypadkowo”, jeszcze w latach 1927-1931. którzy opowiadali się za niezależnością dystrybucji DW, SW i HF od warunków pogodowych (w rzeczywistości ich wniosek powstał w wyniku obserwacji pracy stacji europejskich w Ameryce, a każda pogoda występuje w takich otwarte przestrzenie [1], więc nie może być zależności). Od tego czasu w nauce o propagacji fal radiowych ustanowiono zapisy, które można znaleźć w każdym podręczniku: propagacja DW, SW i KB nie jest związana z pogodą, parametry jonosfery określają tylko procesy zachodzące na Słońcu i ziemskiego pola magnetycznego, a rozchodzenie się fal radiowych na duże odległości w tych zakresach zależy od stanu jonosfery. Wpływ troposfery obserwuje się tylko na VHF i SHF. Wcześniej autor tych wierszy również był tego pewien, ale kilka przypadków z praktyki znacznie zachwiało tym zaufaniem. Pierwszy przypadek miał miejsce na poligonie geodezyjnym w pobliżu Sierpuchowa, 100 km na południe od Moskwy. Pewnego letniego popołudnia, słuchając moskiewskiej stacji radiowej na falach długich, ze zdziwieniem stwierdziłem fluktuacje poziomu sygnału z wahaniami większymi niż 12 dB iz częstotliwością kilku sekund! Pomogło, że odbiór został przeprowadzony na mierniku poziomu zakłóceń, w którym nie było AGC, ale był wskaźnik poziomu sygnału wejściowego, zanikający na LW podczas propagacji na niewielką odległość przez falę ziemną? To niemożliwe! Jednak strzała uparcie chodziła po całej skali. W całkowitym oszołomieniu wychodząc z namiotu zobaczyłem na niebie ogromną i piękną chmurę burzową zbliżającą się od południa. Porównanie prędkości chmury z długością fali wyraźnie pokazało, że zanikanie było spowodowane interferencją zwykłej fali naziemnej i fali odbitej od chmury. Inny incydent miał miejsce na statku hydrograficznym prowadzącym prace naukowe w cieśninach między Wyspami Kurylskimi. Pomimo oddalenia od dużych skupisk ludności powietrze było pełne: na północnym wschodzie było wiele japońskich stacji nadawczych, na Dalekim Wschodzie Chabarowsk, Pietropawłowsk-Kamczacki, Władywostok i Magadan były dobrze słyszalne. Ale pewnego pięknego poranka (jak zawsze mglistego) odbiornik w mesie odmówił odbioru czegokolwiek z Dalekiego Wschodu i Północy i wezwali mnie, żebym to naprawił. Odbiorca miał rację. Słuchanie anteny na dużym odbiorniku łączności z radiooperatorami statku wykazało, że sygnały wspomnianych stacji radiowych były pochłaniane prawie całkowicie, tylko nośna radiostacji Pietropawłowsk-Kamczacki była odbierana, raczej zgadywana, w trybie telegraficznym przez dwa punkty. Eter ożył dopiero przy częstotliwościach powyżej 3,5 MHz, gdzie zaobserwowano normalną transmisję dla KB. Przez trzy dni na Dalekim Wschodzie i północnym wschodzie było „głuche jak w czołgu” i tylko stopniowo przejście zostało przywrócone. Wiele lat później autorka dostała wspaniałą książkę [1] Dmitrija Nikołajewicza Nasiłowa, naukowca z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego, napisaną głównie w oparciu o wyniki badań z lat 20. i 30. XX wieku. Po raz pierwszy w literaturze czytam o podobnym zdarzeniu, które miało miejsce w zupełnie innym rejonie globu – podczas rejsu statku ekspedycyjnego Perseusz z Archangielska do Ziemi Franciszka Józefa (FJL). Zauważono, że po opuszczeniu ciepłego prądu Prądu Zatokowego do zimnych wód Arktyki wszystkie stacje radiowe znajdujące się na południu stały się ledwo słyszalne lub całkowicie zanikły. Ale zbliżając się do FJL, słyszalność została przywrócona, jednocześnie hydrologowie zauważyli pojawienie się kolejnego ciepłego strumienia Prądu Zatokowego. Obserwatorzy wyjaśnili „strefę ciszy” załamaniem fal radiowych na potężnej i rozległej warstwie mgły nad ciepłym prądem atakującym zimne wody. Zwróć uwagę, że podobnie jest na Wyspach Kurylskich: ciepły prąd Kuro-Sio, napływający z wysp japońskich, zderza się z zimnymi wodami Morza Ochockiego. Wyjaśnienie efektu Kuryl-Kola nie było wówczas wspierane przez renomowanych naukowców, a wielu takich faktów nadal nie ma w podręcznikach dotyczących propagacji fal radiowych. Ale fakty są uparte, a eksperymenty potwierdzają, że zjawiska załamania, odbicia i propagacji falowodu obserwuje się również na LW, SW i HF, a także na VHF. W związku z tym bardzo interesujące są obserwacje natężenia pola stacji nadawczych. Na przykład amerykański badacz R. Colwell, będąc 170 km od miasta Pittsburgh i mierząc siłę pola stacji radiowej tego miasta na fali 305 metrów, ustalił 98-procentową korelację z warunkami pogodowymi. Jego własna grupa w 1939 roku eksperymentalnie odbierała odbicia na HF (częstotliwości 1614 i 3492,5 kHz) od warstw troposferycznych, które są znacznie niższe od warstwy jonosferycznej E, nawet na wysokości 1...2.3 km! Zmierzone wartości współczynnika odbicia wynoszą około 10-4 dla cienkich chmur w postaci zamglenia, zawsze występujących na wysokościach 12...16 km, oraz około 0,001...0,05 dla ciepłych chmur frontowych, mogą one wzrosnąć do 0,7 (!) dla potężnych cumulusów i chmur burzowych, którym często towarzyszy zimny front atmosferyczny.
Wahania natężenia pola stacji radiowych podczas burzy były odnotowywane przez wielu - na przykład na ryc. Na rycinie 2 przedstawiono zapis radiostacji w Kijowie (1209,6 m), wykonany przez kijowską radiostację odbiorczą przy dobrej pogodzie (ryc. 2, a) oraz podczas burzy (ryc. 2, b) [1]. Wahania te można tłumaczyć pojawianiem się obszarów wzmożonej jonizacji powietrza na małych wysokościach. Ale nawet przy braku burz zbliżanie się np. ciepłego frontu powoduje ogólny wzrost natężenia pola na LW i NE, podczas gdy zimny front powoduje gwałtowne fluktuacje, zanikanie, a nawet może prowadzić do utraty sygnału. W atmosferze obserwuje się również efekty nieliniowe, które objawiają się w postaci „nakładek” na nośną odbieranej stacji radiowej. MA Benashvili w 1938 roku zaproponował określenie położenia frontów atmosferycznych na podstawie „nakładek” na sygnały stacji radiowych LW i MW odbieranych z różnych kierunków i odległości. Tak więc front zimny na drodze fal radiowych generuje trzaski i trzaski, front ciepły – szelesty, twarde tło. W jednym artykule nie sposób opowiedzieć wielu najciekawszych zjawisk, które ujawniają się podczas uważnego słuchania eteru i badania procesów propagacji fal radiowych. Celem tej publikacji jest zwrócenie uwagi radioamatorów na te na wpół zapomniane zjawiska, zagubione w dobie komputerów i łączności satelitarnej. Nie jest zbyteczne przypominanie, że nawet kosmiczna emisja radiowa została odkryta przez zwykłych inżynierów radiowych, którzy wykonywali codzienną pracę nad pomiarem zakłóceń radiowych, a propagacja HF na duże odległości została odkryta przez radioamatorów. literatura
Autor: V.Polyakov, Moskwa
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Związek między niedoborem cynku a nadciśnieniem ▪ Ucząc się nowych rzeczy, zapominamy o starych ▪ Ciche nowe stacje robocze Fujitsu Celsius ▪ Sztuczna inteligencja samodzielnie zawarła umowę
▪ sekcja serwisu Bezpieczeństwo pracy. Wybór artykułów ▪ artykuł Rogulka w roli opresjonisty. Wskazówki dla mistrza domu ▪ artykuł Dlaczego Mark Twain wybrał taki pseudonim? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Instalator. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Marmur, gips, alabaster. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Chipy do modemów radiowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony