Delist.ru

Пассивно-активная радиометрия в дистанционных измерениях (07.09.2007)

Автор: Пелюшенко Сергей Анатольевич

Показано, что метод пассивно-активной радиометрии при дистанционных измерениях отражательных характеристик исследуемых объектов позволяет измерять их излучательную способность в условиях ограниченных полигонов и закрытых помещений.

Исследованы физические условия формирования радиационных

контрастов при подсветке объектов шумовым сигналом и развиты принципы построения однопозиционной и двухпозиционной пассивно-активных систем для дистанционного зондирования исследуемых объектов и в технике антенных измерений.

Представлен анализ ограничений точности измерений методом пассивно-активной радиометрии при однопозиционной и двухпозиционной схеме дистанционного зондирования параметров окружающей среды.

Обосновано и показано, что для однопозицинной схемы пассивно-активной радиометрии потенциал метода ограничен по дальности зондирования предельно возможным уровнем сигнала подсветки за счет конечной развязку между сигналом подсветки и входным трактом радиометра.

Показано, что при двухпозиционной схеме пассивно-активной радиометрии ограничения на величину сигнала подсветки уменьшаются на 8 порядков, что существенно увеличивает дальность зондирования

Решена задача построения пассивно-активных радиометрических систем, в которых реализуются одновременный режим независимых измерений в пассивном режиме и в режиме активной подсветки.

3. Предложен, обоснован и разработан метод пассивно-активной радиометрии при измерениях параметров антенн.

Показано, что в однопозиционной схеме пассивно-активной радиометрии эхо-сигнал от отражателя с известным радиолокационным поперечником рассеяния при определенных условиях является эталонным при абсолютных измерениях эффективной площади и усиления антенны.

Сравнением результатов одновременных измерений эффективной площади антенны РТН–7 по методу «искусственной Луны» и по методу пассивно-активной радиометрии – показано, что данные методы обеспечивают сопоставимую абсолютную точность измерений эффективной площади антенн.

Решена задача измерений формы диаграммы направленности антенны методом пассивно-активной радиометрии.

Показано, что использование метода пассивно-активной радиометрии позволяет измерять диаграммы направленности антенн в частотном диапазоне вне «окон прозрачности» атмосферы, а использование активных отражателей позволяет проводить исследования характеристик антенн с большой апертурой раскрыва.

Решена в аналитическом виде обратная задача и разработан алгоритм определения диаграммы направленности антенны в пределах главного и первых боковых лепестков по форме сигнала на выходе радиометра при сканировании протяженного источника с размерами, сопоставимыми с шириной диаграммы направленности.

Проведено численное моделирование и определены в реальном масштабе времени средние значения и погрешности четырех параметров диаграммы направленности антенны: ширина диаграммы, направление электрической оси, разъюстировка и уровень боковых лепестков по методу приближения по наименьшим квадратам.

Предложен и обоснован метод поляризационных контрастов при измерениях

характеристик радиоизлучения пленок нефти на поверхности воды при отсутствии волнения.

Показано, что известные радиометрические методы спектрального анализа и метод радиационных контрастов не обеспечивают высокой точности при проведении измерений характеристик излучения пленок нефти на поверхности воды вследствие неопределенности параметров антенны и параметров излучения атмосферы при наличии облачности.

Показано, что метод поляризационных контрастов при измерениях параметров пленок нефти на поверхности воды позволяет в диапазоне миллиметровых и сантиметровых длин волн исключить влияние характеристик приемной антенной системы и вариаций собственного излучения атмосферы на измеряемые параметры разливов пленок нефти.

Разработан алгоритм исключения неоднозначности определения толщины толстых пленок нефти на поверхности воды по данным наблюдений на двух углах визирования или на трех частотах, а также выработан критерий оптимального выбора рабочих частот измерений.

Созданы стенды для лабораторных исследований методом пассивно-

активной радиометрии поляризационных контрастов пленок нефти на поверхности воды, а также для проведения поверочных испытаний приборов контроля параметров разливов нефти. Проведены экспериментальных измерения излучательной способности пленок нефти в диапазоне толщины от 0 до 12 мм при вертикальном зондировании и толщины пленки нефти методом поляризационных контрастов при зондировании под углом 550 в отсутствии волнения.

По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны структурные и технические решения промышленных образцов двухчастотного радиометричеcкого прибора контроля параметров разливов нефти на поверхности воды типа «КТС-ПРМ» и трехчастотного радиометричеcкого прибора контроля параметров разливов нефти на поверхности воды типа «ПРИНТ-3», которые сертифицированы и утверждены Госстандартом РФ как средства измерений.

Разработана промышленная партия приборов «ПИНТ-3», которые включены в состав технических средств региональной сети экологического мониторинга разливов нефти в составе 9 отделений Управления по охране окружающей и природной среды Ханты-Мансийского автономного округа.

Решена задача исключения влияния облачности на точность измерений поляризационных характеристик излучения водной поверхности с разливами нефти при проведении обзорных наблюдений с борта воздушного носителя.

В представленной работе автором получены новые результаты, сформулированы и обоснованы положения, совокупность которых можно определить как крупное научное достижение – разработка и развитие новых методов физических исследований, новых методов антенных измерений и измерений физических параметров многослойных структур, создание новых аппаратурных комплексов и устройств, имеющих большое народно хозяйственное значение, значительно повышающих возможности дистанционных измерений в области экологического мониторинга и в области антенных измерений. Работы автора широко известны не только в России, но и получили международное признание

Основные публикации по теме диссертации

Пелюшенко С. А., Абсолютные измерения параметров антенн по методу подсветки //Изв. вузов. Радиофизика. 1985. Т.28, №3. С. 275.

Пелюшенко С. А., Миллер М. Е. К вопросу измерения коэффициента отражения радиопоглощающего покрытия в диапазоне метровых волн // Изв. вузов. Радиофизика. 1988. Т. 31, №.4. С. 489-492.

А. с. № 1107077 СССР. Устройство для измерения коэффициента рассеяния антенны // Пелюшенко С. А. Бл. №29, 07.08.84.

Пелюшенко С. А., Ракуть И. В., Железняков Ю.А., Пелюшенко А.С. Исследование неоднородностей пространственно протяженных сред методом пассивно-активной радиометрии в миллиметровом диапазоне длин волн // Изв. вузов. Радиофизика. 2005. Т.48, №10-11. С.890 - 898.

Пелюшенко С. А., Кисляков А.Г. Системы пассивно-активной радиометрии в дистанционном зондировании. // Изв. ННГУ. Радиофизика, вып 1(3), 2005 С. 18-26.

Миллер М. Е., Пелюшенко С. А., Цейтлин Н.М. Абсолютные измерения космического радиоизлучения в метровом диапазоне длин волн // Изв. вузов. Радиофизика. 1988. Т.31, №10, С. 1147-1155..

Канаков В.А., Орехов Ю.И., Пелюшенко С.А., Ракуть И.В., Курбаков А.В. Антенны КВЧ-диапазона для систем радиовидения//Антенны. Вып.5(108), 2006. С. 13-16.

Ракуть И.В., Пелюшенко С.А., Железняков Ю.А., Пелюшенко А.С. .Исследования неоднородностей протяженных сред методом пассивно-активной радиометрии в миллиметровом диапазоне длин волн // Изв. вузов. Радиофизика.,2005, Т.48, №10-11, С. 890-898.

Pelyushenko S. A. Microwave radiometer System for the detection of oil slicks // Spill Sci. Techn. Bulletin. 1995. V.2, No.4. P.249-254

Пелюшенко С.А. К вопросу измерения диаграмм направленности антенн по протяженным радиоисточникам //Изв. вузов. Радиофизика. 1986, Т. 29, №3. С. 328-338.

Брянцев В. А., Ковалев В. А., Пелюшенко С. А., Рунов Н. Ю., Селин Ю.В. Проект бортового радиотехнического комплекса экологического мониторинга. // Проблемы информатизации. 1997. № 3. С.36-41.

Кротиков В. Д., Мордвинкин И. Н., Пелюшенко А.С., Пелюшенко С. А., Ракуть И. В. Радиометрические методы дистанционного зондирования разливов нефти на поверхности воды // Изв. вузов. Радиофизика. 2003. Т.45, №3. С.243-253.

Пелюшенко С. А., Ракуть И. В., Кисляков А.Г., К вопросу определения поляризационных характеристик микроволнового излучения пленок нефти на поверхности воды по данным обзорных наблюдений с борта носителя // Вестник ННГУ, Радофизика, Вып 1(3), 2005. С. 26-33.

Пат. № 2227897 РФ. Измеритель толщины слоя нефти, розлитой на поверхности воды // Бирульчик В. П., Пелюшенко С. А., Советкин М. Ю., Чирков В. В., Шавин П. Б. Приоритет 20.06.2001.

загрузка...