SU133613A1 - Method for measuring parameters of sea waves - Google Patents
Method for measuring parameters of sea wavesInfo
- Publication number
- SU133613A1 SU133613A1 SU659140A SU659140A SU133613A1 SU 133613 A1 SU133613 A1 SU 133613A1 SU 659140 A SU659140 A SU 659140A SU 659140 A SU659140 A SU 659140A SU 133613 A1 SU133613 A1 SU 133613A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- sea
- reflected
- wavelength
- pulse
- point
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
Известны способы измерени параметров морских волн при помощи установленных на некоторой высоте над поверхностью мор импульсного излучател и приемника, снабженного осциллографическим указателем . Однако на результаты измерений подобными способами оказывает вли ние изменение высоты расположени радиоаппаратуры над взволнованной поверхностью в процессе излучени . Поэтому требуетс особа направленность излучател и его стабилизаци в пространстве.Methods are known for measuring the parameters of sea waves using a pulse emitter and receiver installed at a certain height above the sea surface, equipped with an oscillographic pointer. However, the measurement results in similar ways are affected by the change in the height of the radio equipment above the excited surface during the radiation process. Therefore, a special directionality of the radiator and its stabilization in space is required.
Дл устранени указанных недостатков предлагаетс взволнованную поверхность мор облучать радиоволнами, имеющими длину волны одного пор дка с длиной морской волны. О длине морских волн суд т по отнощению времен запаздывани относительно зондирующего импульса максимумов двух эхо-сигналов, один из которых отражен вертикально от взволнованной поверхности мор , а другой - под некоторым острым углом. Высоту волн определ ют по отнощению амплитуд указанных эхо-сигналов и времени их запаздывани относительно зондирующего импульса. Определение процентного содержани волн различного периода производ т на основе анализа формы эхо-сигналов, отраженных от волновой поверхности.In order to eliminate the above disadvantages, it is proposed to irradiate the disturbed surface of the sea with radio waves having a wavelength of one order with the sea wave length. The length of the sea waves is judged with respect to the lag time relative to the probe pulse of the maxima of two echo signals, one of which is reflected vertically from the rough surface of the sea, and the other at some acute angle. The height of the waves is determined by the ratio of the amplitudes of the indicated echoes and the time they are delayed relative to the probe pulse. The determination of the percentage of waves of different periods is made on the basis of an analysis of the shape of the echo signals reflected from the wave surface.
На фиг. 1 показано измерение параметров морских волн при строгой периодичности волнующей поверхности; на фиг. 2-то же, при отклонении от строгой периодичности; па фиг. 3- схематически изображено расположение импульсов на экране осциллографического устройстваПусть облучаема волнова поверхность вл етс строго периодической с длиной волны (или периодом) L (фиг. I). В точке Л находитс излучатель, испускающий сферические радиоволны с длиной волны , сравнимой с длиной волны L исследуемой поверхности. При отражении радиоволн от поверхности в каждой ее облученной точке возникает расход щийс поток зеркально отраженных (сплощные линии со стрелкамиFIG. 1 shows the measurement of parameters of sea waves with a strict periodicity of the exciting surface; in fig. 2 - the same, with a deviation from strict periodicity; pas figs. 3- shows schematically the arrangement of pulses on the screen of an oscillographic device. Let the irradiated wave surface be strictly periodic with a wavelength (or period) L (Fig. I). At point A, there is an emitter emitting spherical radio waves with a wavelength comparable to the wavelength L of the surface under study. When the radio waves are reflected from the surface, a diverging stream of specularly reflected reflections appears at each of its irradiated points (flat lines with arrows
№ 133613- 2 на фиг. 1) и расход щийс поток диффракционно отраженных радиоволн (пунктирные линии со стрелками на фиг. 1).No. 133613-2 in FIG. 1) and the divergent flux of diffraction-reflected radio waves (dotted lines with arrows in FIG. 1).
Диффракционное отражение общеизвестно периодичностью поверхности и направление его распространени рп зависит как от угла падени ф, так и от длины волны L поверхности: где , ±2, . . . пор док диффракционного отражени Всегда один из диффракционных лучей, отраженный, например, в точке В, об зательно пройдет через точку А. Условием такого строгого обратного отражени служит равенство .Diffraction reflection is well-known for the periodicity of the surface and the direction of its propagation pn depends both on the angle of incidence φ and on the wavelength L of the surface: where, ± 2,. . . order of diffraction reflection Always one of the diffraction rays, reflected, for example, at point B, will necessarily pass through point A. Equality is the condition for such strict backward reflection.
Отсюда следует св зь между углом падени ф и относительной длиL ной волныт поверхности,при котором имеет место строго обратное диффракционное отражение пор дка п: зшср - -j-, , -2, . This implies the connection between the angle of incidence φ and the relative wavelength of the surface, at which a strictly reverse diffraction reflection takes place, in the order of n: ssr - -j-, -2,.
С другой стороны, если применить импульсный режим работы излучател в точке А, угол ф св зан с временем t запаздывани импульса, отраженного в точке В, и временем о запаздывани импульса, отраженного в точке С (фиг. 1), соотношением On the other hand, if we use the pulse mode of the radiator at point A, the angle φ is associated with the delay time t of the pulse reflected at point B, and the time about the delay of the pulse reflected at point C (Fig. 1),
2Н C05tp 2H C05tp
где R - рассто ние от излучател до отражающей точки В; Н-высота излучател над исследуемой поверхностью.where R is the distance from the radiator to the reflecting point B; H-height of the radiator over the surface under study.
При этом врем отсчитываетс от максимума зондирующего импульса .до максимумов отраженных импульсов эхо-сигналов. Отсюда получаетс искома св зь между относительным запаздыванием -т-In this case, time is counted from the maximum of the probe pulse up to the maxima of the reflected pulses of the echo signals. From here comes the artificial link between the relative lag -t-
и относительной длиной волны р поверхности: 7 and the relative wavelength p of the surface: 7
, -2, . . ., -2,. . .
Чтобы исключить многозначность, целесообразновыбирать длинуTo exclude ambiguity, it is advisable to choose the length
радиоволны Л в пределах L X 2L; тогда будетосуществл тьс radio waves L within L X 2L; then it will be implemented
только Диффракционное отражение пор дка . Вэтом случае.only diffraction reflection order. In this case.
t 1t 1
° /тгузгу (1)° / tguzgu (1)
. 2L . 2L
Заметим, что в точку А приход т отражени только из точки В и С так как радиоволны, диффракцированные и зеркально отраженные из других точек в нее не попадают .Note that at point A only reflections come from point B and C, since radio waves diffracted and specularly reflected from other points do not enter it.
Таким образом, если расположить в точке А импульсный передатчик и приемник, то, измер врем запаздывани импульсов, отраженных в точках В и С, относительно зондирующего импульса, можно определить длину волны L взволнованной поверхности.Thus, if a pulse transmitter and a receiver are located at point A, then measuring the delay time of the pulses reflected at points B and C relative to the probe pulse, one can determine the wavelength L of the excited surface.
Определить высоту волны h можно по отношению амплитуд имЕ пульсов, ( р ), отраженных соответственно точками В и С. Это отношение св зано с длиной радиоволны , высотой волны А исследуемой поверхности и углом падени ф известным из теоремы диффракции волнThe wave height h can be determined by the ratio of the amplitudes of the pulses, (p), reflected by points B and C, respectively. This ratio is related to the length of the radio wave, wave height A of the surface and the angle of incidence φ known from the wave diffraction theorem
J X J x
t t
лгlg
/1-(|| / 1- (||
на неровной поверхности выражением: - со8л f) , (2)on an uneven surface by the expression: - so8l f), (2)
где /1-функци Бессел 1-го пор дка; coscp -гРеальна волнова поверхность (например, взволнованна поверхность мор ), не вл сь строго периодической, измен ет форму эхо-сигналов , отраженных от нее. Характер этого изменени можно у снить из следующих соображений. Пусть отклонение от строгой периодичностиwhere the / 1-function Bessel is of the 1st order; coscp is a real wave surface (for example, an agitated sea surface), which is not strictly periodic, changes the shape of the echo signals reflected from it. The nature of this change can be seen from the following considerations. Let deviation from strict periodicity
характеризуетс величиной относительного изменени длины волны-т-characterized by the magnitude of the relative change in wavelength-t-
поверхности. Так как любой непериодический процесс представл ет собой наложение в определенных соотношени х периодических процессов со всевозможными наборами периодов, то на каждом значительном (по сравнению с L) участке поверхности имеетс периодичность не только с длиной волны L, но и с длиной волны L - AL. Поэтому в точку А придут отражени как из точки В, так и из некоторой точки В , близко расположенной к В (см. фиг. 2). Диффракцированна радиоволна из точки В будет соответствовать поверхности с длиной волны L, а из В- с длиной волны L-AL.surface. Since any non-periodic process is the imposition in certain ratios of periodic processes with various sets of periods, on each significant (compared to L) surface area there is a periodicity not only with the wavelength L, but also with the wavelength L - AL. Therefore, reflections will come to point A from both point B and some point B, which is located close to B (see Fig. 2). The diffracted radio wave from point B will correspond to the surface with the wavelength L, and from B- to the surface with the wavelength L-AL.
При этом следует иметь в виду, что как в В, так и в В имеетс периодичность с длинами волн L и L , но при этом диффракцированна радиоволна, соответствующа длине морской волны L-AL из точки В не попадет в А- Аналогично из В диффракцированна радиоволна, соответствующа длине морской волны L, также не попадет в А.It should be borne in mind that in both B and B there is a periodicity with the wavelengths L and L, but the diffracted radio wave corresponding to the sea wave L-AL from point B does not fall into A- Similarly, from B diffracted the radio wave corresponding to the sea wave length L will also not fall into A.
В св зи с тем. что в А теперь приход т отражени из двух точек (точнее от всего участка ВВ ), отраженный импульс увеличитс по длительности на некоторую величину Д, завис щую от степени отклонени In connection with this. that in A now the reflections come from two points (more precisely, on the entire explosive section), the reflected pulse will increase in duration by some value D, depending on the degree of deviation
от непериодичности. -т- Величина расширени отраженного импульсаfrom non-periodicity. -t- The magnitude of the expansion of the reflected pulse
Д/ может быть приближенно оцене на путем дифференцировани уравнеНКЖ2 ,:7-flf Ttf ,ifl -V TO Таким образом, отраженный импульс несколько расплываетс , какD / can be approximated by differentiation of equation EQN2,: 7-flf Ttf, ifl -V TO Thus, the reflected pulse is somewhat diffused, as
показано на фиг. 3. При этом расширение (размытость) импульсаотражает реальное состо ние измер емой поверхности. По величине размытости импульса можно приближенно оценить спектральный состав измер емой взволнованной поверхности мор , т. е. процентное содержание волн разной длины. Положение максимума отраженного импульсаshown in FIG. 3. At the same time, the expansion (blurring) of the pulse reflects the real state of the measured surface. By the magnitude of the pulse blurriness, one can approximately estimate the spectral composition of the measured agitated sea surface, i.e., the percentage of waves of different lengths. The position of the maximum reflected pulse
-J- соответствует длине волны поверхности мор .-J- corresponds to the wavelength of the surface of the sea.
Таким образом, предлагаемый способ позвол ет не только определить средние значени длины и высоты морских волн, но и дает информацию о характере разброса этих величин.Thus, the proposed method allows not only to determine the average values of the length and height of sea waves, but also provides information on the nature of the spread of these quantities.
Поскольку предлагаемый способ измерени параметров морских волн основан на зависимости углов отражени диффракцированных радиоволн от длины волны L отражающей поверхности и на измерении этих углов путем сравнени времен запаздывани импульсов, отраженных под разными углами, относительно зондирующего импульса, точность измерени длины морской волны L определ етс точностью изме иSince the proposed method for measuring the parameters of sea waves is based on the dependence of the reflection angles of the diffracted radio waves on the wavelength L of the reflecting surface and on measuring these angles by comparing the delay times of the pulses reflected at different angles with respect to the probe pulse, the accuracy of measuring the wavelength L and
рени отношени -,- и не зависит от высоты п излучател над исследуемой поверхностью. Изменение высоты Я в процессе излучени также не сказываетс на его результатах.The ratio of -, - and does not depend on the height n of the radiator above the surface under study. The change in height I in the process of radiation also does not affect its results.
- 3 -№ 133613- 3 - # 133613
№ 133613№ 133613
Предмет изобретени Subject invention
Способ измерени параметров морских волн при помощи установленных на некоторой высоте над поверхностью мор импульсного излучател и приемника, снабженного осциллографическим индикатором, отличающийс тем, что, с целью исключени вли ни высоты излучател на результаты измерений, взволнованную поверхность мор облучают радиоволнами, имеющими длину одного пор дка с длиной морских волн, и о высоте волн или о длине их суд т по отношению амплитуд или времен запаздывани относительно зондирующего импульса максимумов двух эхо-сигналов, один из которых отражен вертикально от взволнованной поверхности мор , а другой - под острым углом.The method of measuring the parameters of sea waves using a pulse emitter and receiver installed at a certain height above the sea surface, equipped with an oscillographic indicator, is characterized in that, in order to eliminate the effect of the height of the radiator on the measurement results, the sea surface is irradiated with radio waves of the same order sea wavelengths, and their height or wavelength is judged by the ratio of amplitudes or delay times relative to the probe pulse of the maxima of two echo signals, Din of which is reflected vertically from the rough surface of the sea, and the other at an acute angle.
л l
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU659140A SU133613A1 (en) | 1960-03-16 | 1960-03-16 | Method for measuring parameters of sea waves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU659140A SU133613A1 (en) | 1960-03-16 | 1960-03-16 | Method for measuring parameters of sea waves |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU133613A1 true SU133613A1 (en) | 1960-11-30 |
Family
ID=48404607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU659140A SU133613A1 (en) | 1960-03-16 | 1960-03-16 | Method for measuring parameters of sea waves |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU133613A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4000646A (en) * | 1972-05-01 | 1977-01-04 | Texaco Inc. | Wave height measuring device |
-
1960
- 1960-03-16 SU SU659140A patent/SU133613A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4000646A (en) * | 1972-05-01 | 1977-01-04 | Texaco Inc. | Wave height measuring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE202015009558U1 (en) | Improved signal transit time flow meter | |
| JPS6236527B2 (en) | ||
| SU133613A1 (en) | Method for measuring parameters of sea waves | |
| US7239580B2 (en) | Noise adaptive sonar signal processor | |
| Guenther et al. | Laser applications for near-shore nautical charting | |
| RU2490664C1 (en) | Method of classifying object detected by sonar | |
| Shulgina et al. | Distance determination based on dual frequency method with phase correction | |
| RU2545065C2 (en) | Method to measure acoustic speed in water | |
| RU2844649C1 (en) | Phase-pulse method for determining propagation time of sound wave from radiator to receiver | |
| RU2674552C1 (en) | Sonar method of object detection and measurement of parameters thereof | |
| SU1000898A1 (en) | Ultrasonic oscillation damping coefficient measuring method | |
| SU552037A3 (en) | The method of determining the distance traveled by the ship | |
| Schweitzer | Sound scattering into the the shadow zone below an isothermal layer | |
| RU2849711C1 (en) | Method for measuring speed of acoustic wave by spectrum of multiple reflections | |
| Titov et al. | Measuring the acoustic wave velocity and sample thickness using an ultrasonic transducer array | |
| Haslett | The quantitative evaluation of echo-sounder signals from fish | |
| SU1659707A1 (en) | Method of determining profiles of sea surfaces | |
| SU372432A1 (en) | ULTRASONIC METHOD OF CONTROL OF PRODUCT Thickness | |
| RU2694269C1 (en) | Method for processing sonar information | |
| SU913239A1 (en) | Method of determination of flaw coordinates | |
| SU402396A1 (en) | METHOD OF MEASURING THE SPEED OF ULTRASOUND SOLID BODIES | |
| SU1146592A1 (en) | Method of measuring elastic vibration absorption coefficient | |
| Lilly et al. | Surface reverberation measurements in Dabob Bay and the open ocean | |
| SU1233037A1 (en) | Method of determining location of acoustic emission sources | |
| SU1732262A1 (en) | Ultrasonic transducer calibrating block |