Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования

Приведены результаты анализа возможностей двухчастотного метода при измерении размеров капель воды с использованием радиолокационного зондирования в диапазонах длин волн 8 мм и 3,2 см. Представлены результаты теоретического исследования метода, выполненного на примере монодисперсной среды, а также р...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2010
Автори: Войтович, О.А., Линкова, А.М., Хлопов, Г.И., Хоменко, С.И.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України 2010
Назва видання:Радіофізика та електроніка
Теми:
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/105833
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования / О.А. Войтович, А.М. Линкова, Г.И. Хлопов, С.И. Хоменко // Радіофізика та електроніка. — 2009. — Т. 1(15), № 4. — С. 78-84. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-105833
record_format dspace
spelling irk-123456789-1058332016-09-11T03:02:36Z Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования Войтович, О.А. Линкова, А.М. Хлопов, Г.И. Хоменко, С.И. Прикладная радиофизика Приведены результаты анализа возможностей двухчастотного метода при измерении размеров капель воды с использованием радиолокационного зондирования в диапазонах длин волн 8 мм и 3,2 см. Представлены результаты теоретического исследования метода, выполненного на примере монодисперсной среды, а также результаты экспериментальных измерений размера капель с помощью радиолокационных и контактных способов. Наведено результати аналізу можливостей двочастотного методу при вимірюванні розмірів крапель води з використанням радіолокаційного зондування в діапазонах довжин хвиль 8 мм і 3,2 см. Подано результати теоретичного дослідження методу, що виконаний на прикладі монодисперсного середовища, а також результати експериментальних вимірювань розміру крапель за допомогою радіолокаційних і контактних способів. The analysis of possibilities of double frequency method for measurement of water drop size is described by using radar sounding at wavelengths 8 mm and 3.2 cm. The results of theoretical study of the method performed for case of monodisperse medium are presented and results of experimental measurements of drop size by means of radar and contact methods are also given. 2010 Article Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования / О.А. Войтович, А.М. Линкова, Г.И. Хлопов, С.И. Хоменко // Радіофізика та електроніка. — 2009. — Т. 1(15), № 4. — С. 78-84. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1028-821X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/105833 537.874.6:621.396.96 ru Радіофізика та електроніка Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Прикладная радиофизика
Прикладная радиофизика
spellingShingle Прикладная радиофизика
Прикладная радиофизика
Войтович, О.А.
Линкова, А.М.
Хлопов, Г.И.
Хоменко, С.И.
Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования
Радіофізика та електроніка
description Приведены результаты анализа возможностей двухчастотного метода при измерении размеров капель воды с использованием радиолокационного зондирования в диапазонах длин волн 8 мм и 3,2 см. Представлены результаты теоретического исследования метода, выполненного на примере монодисперсной среды, а также результаты экспериментальных измерений размера капель с помощью радиолокационных и контактных способов.
format Article
author Войтович, О.А.
Линкова, А.М.
Хлопов, Г.И.
Хоменко, С.И.
author_facet Войтович, О.А.
Линкова, А.М.
Хлопов, Г.И.
Хоменко, С.И.
author_sort Войтович, О.А.
title Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования
title_short Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования
title_full Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования
title_fullStr Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования
title_full_unstemmed Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования
title_sort дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования
publisher Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України
publishDate 2010
topic_facet Прикладная радиофизика
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/105833
citation_txt Дистанционное измерение размеров капель воды с помощью двухчастотного зондирования / О.А. Войтович, А.М. Линкова, Г.И. Хлопов, С.И. Хоменко // Радіофізика та електроніка. — 2009. — Т. 1(15), № 4. — С. 78-84. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
series Радіофізика та електроніка
work_keys_str_mv AT vojtovičoa distancionnoeizmerenierazmerovkapelʹvodyspomoŝʹûdvuhčastotnogozondirovaniâ
AT linkovaam distancionnoeizmerenierazmerovkapelʹvodyspomoŝʹûdvuhčastotnogozondirovaniâ
AT hlopovgi distancionnoeizmerenierazmerovkapelʹvodyspomoŝʹûdvuhčastotnogozondirovaniâ
AT homenkosi distancionnoeizmerenierazmerovkapelʹvodyspomoŝʹûdvuhčastotnogozondirovaniâ
first_indexed 2025-07-07T17:31:03Z
last_indexed 2025-07-07T17:31:03Z
_version_ 1837010218346610688
fulltext __________ ISSN 1028821X Радіофізика та електроніка, 2010, том 1(15), № 4 © ІРЕ НАН України, 2010 УДК. 537.874.6:621.396.96 О. А. Войтович, А. М. Линкова, Г. И. Хлопов, С. И. Хоменко ДИСТАНЦИОННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ КАПЕЛЬ ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ ДВУХЧАСТОТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины 12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина E-mail: khlopov@ire.kharkov.ua Приведены результаты анализа возможностей двухчастотного метода при измерении размеров капель воды с использо- ванием радиолокационного зондирования в диапазонах длин волн 8 мм и 3,2 см. Представлены результаты теоретического иссле- дования метода, выполненного на примере монодисперсной среды, а также результаты экспериментальных измерений размера капель с помощью радиолокационных и контактных способов. Ил. 11. Табл. 2. Библиогр.: 13 назв. Ключевые слова: эффективная поверхность рассеяния, дифракция, дифференциальная эффективная поверхность рассеяния. Измерение микроструктурных характе- ристик осадков имеет важное значение для ис- следования процессов их образования и разви- тия [1]. При этом значительный интерес пред- ставляет использование методов дистанционного зондирования, особенно в части измерения раз- меров частиц жидких осадков. В частности, пред- ложено использовать доплеровский радар при вертикальном зондировании, когда по виду спек- тра отраженных сигналов удается восстановить закон распределения частиц по размерам [2]. Од- нако наличие турбулентности тропосферы и вер- тикальной составляющей конвективных потоков приводит к значительным искажениям результа- тов измерений. Учитывая выше сказанное, заслуживает внимания двухчастотный метод измерения раз- меров капель, впервые предложенный в работе [1] и затем исследованный для определения раз- меров частиц твердых аэрозолей [3, 4]. Как было показано, применение метода достаточно эффек- тивно в определенном диапазоне размеров ча- стиц, который определяется, с одной стороны, достижимой точностью измерения эффективной поверхности рассеяния (ЭПР), а с другой – обла- стью однозначного решения обратной задачи. При этом вещественные и мнимые значения ди- электрической проницаемости частиц в значи- тельной мере определяют точностные характери- стики и рамки применимости двухчастотного метода. Как известно [5], диэлектрические пара- метры большинства твердых аэрозолей практиче- ски постоянны в широком диапазоне изменения частоты и температуры. Особенностью жидких осадков является зависимость их диэлектриче- ских параметров от температуры и рабочей ча- стоты, что существенно усложняет применение двухчастотного метода. Целью настоящей работы является анализ возможностей двухчастотного метода для измерения размеров капель воды пу- тем численного моделирования в широко исполь- зуемых в радиометеорологии диапазонах длин волн 8 мм и 3,2 см и проведения эксперименталь- ных измерений. При этом рассмотрение ограни- чено случаем монодисперсной среды, когда раз- меры всех капель одинаковы, что позволяет осу- ществить экспериментальные исследования с контролируемыми параметрами капель воды. 1. Особенности частотной и темпера- турной зависимостей диэлектрической прони- цаемости воды. Как было отмечено выше, ком- плексная диэлектрическая проницаемость частиц осадков в значительной мере влияет на их отра- жаемость и зависит от температуры и рабочей длины волны. Указанная зависимость хорошо опи- сывается обобщенными формулами Дебая [6, 7].         , , 2 cos 1085,18 Im , , 2 sin1 Re 0 1 10 0 1 0 0 s s os s s os o                                                  (1) где s – статическая диэлектрическая проницае- мость; o – оптическая диэлектрическая проницае- мость; параметр 8105664,12  [7]; ;2   cs c – скорость света; 2 2 0    o s    – время релак- сации диэлектрической проницаемости; 0 – вре- мя релаксации молекул. Для практических расче- тов широко используются эмпирические выраже- ния [6] для входящих в (1) величин: mailto:khlopov@ire.kharkov.ua О. А. Войтович и др. / Дистанционное измерение размеров… _________________________________________________________________________________________________________________ 79     ; 2 sin21, 00 12 0 1                     ss s    251058,41[54,78 3 Ts     ];25108,2251019,1 3825   TT ;0013,0022,027,5 2TTo  (2) ;061,0 273 22,16 0    T  ; 273 98,2513 exp00034,0         T s )),273/(98,2513exp(00033836,0  Ts где T – температура, С. В качестве примера на рис. 1, а приведены зависимости мнимой и действительной частей ком- плексной диэлектрической проницаемости воды от температуры в диапазонах 8 мм и 3,2 см, а на рис. 1, б – от длины волны при температуре 20 С. При этом на рис. 1, а представленные кривые соот- ветствуют: 1 – ),(Re 2 2 – ),(Im 2 3 – ),(Im 1 4 – );(Re 1 на рис. 1, б: 1 – ,Re 2 – .Im а) б) Рис. 1. Зависимость диэлектрической проницаемости воды от температуры (а) и длины волны (б) Как видно, результаты расчетов свиде- тельствуют о значительном изменении реальной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости воды при изменении частоты и температуры, что необходимо учитывать при оценке возможностей двухчастотного метода зондирования осадков. 2. Особенности двухчастотного зонди- рования капель. Рассмотрим удельное значение ЭПР монодисперсной среды, которая состоит из капель воды одинаковых размеров в приближе- нии некогерентного рассеяния в следующем ви- де [8, 9]: .)()( 00 rNr p  (3) Так как величина ЭПР зависит от концентрации частиц N0, м –3 и ЭПР отдельной частицы p ради- усом r, то для оценки их размеров в работе [1] предложено использовать дифференциальное значение ЭПР (ДЭПР) в виде отношения их удельных значений, измеренных на разных дли- нах волн 1 и 2: . ),( ),( 20 10    r r d  (4) В этом случае, как показано [3, 4], значение ДЭПР в определенных пределах монотонно зави- сит от радиуса частиц, что позволяет использо- вать соотношение (4) для восстановления эффек- тивного размера частиц. Традиционно для расчета ЭПР отдельной частицы широко применяется длинноволновое приближение (приближение Рэлея [9, 10]), однако в рассматриваемом случае указанное приближении не выполняется даже в 3-см диапазоне радиоволн. Поэтому нами использованы результаты строгого решения задачи о дифракции электромагнитного поля на диэлектрической сфере [11, 12] (тео- рия Ми). Тогда выражение для значения ЭПР от- дельной частицы, нормированное на поперечное сечение ,2r записывается в виде [11]      ,121 1 )( 2 1 2    n nn n p banr   (6) где r    2  – дифракционный параметр;   jm – комплексный коэффициент пре- ломления; na и nb – коэффициенты разложения рассеянного поля, которые зависят от длины вол- ны и комплексного коэффициента преломления материала частиц (коэффициенты Ми): ; )()()//)(( )()()//)(( 1 1        nnn nnn n nmmA nmmA a   (7) , )()()/)(( )()()/)(( 1 1        nnn nnn n nmmA nmmA b   (8) 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 , см 1 ,Re mI 2 ,Re mI 60 40 20 0 –40 –20 0 20 Т, С 1 2 3 4 О. А. Войтович и др. / Дистанционное измерение размеров… _________________________________________________________________________________________________________________ 80 где n и n – функции Риккати-Бесселя 1-го и 3-го рода; )( mAn  – логарифмическая производная от функции Риккати-Бесселя 1-го рода, которая име- ет вид , )( )( )( )( )( 2/1 2/1      mJ mJ m n m m mA n n n n n           (9) где ,2/1nJ 2/1nJ – функции Бесселя 1-го рода с полуцелым индексом. Для расчетов значения ЭПР с использо- ванием выражений (6)–(9) было разработано про- граммное обеспечение для ПК на основе алго- ритма [12], которое позволяет вычислять значе- ния ЭПР в широком диапазоне изменения гео- метрического и частотного параметров. При этом, как показано [3], полученные результаты совпа- дают с известными данными [13] с графической точностью. На рис. 2 приведены результаты расче- тов нормированного значения ЭПР для одиноч- ной частицы с использованием приведенных выражений (6)–(9) в зависимости от температу- ры для длин волн 1  8 мм (рис. 2, а) и 2  3,2 см (рис. 2, б). Необходимо отметить, что вариация отражательной способности водяных капель в широком диапазоне изменения темпе- ратур – 30 C  T 30 C выражена достаточно слабо, особенно в длинноволновом диапазоне (  3,2 см), что позволяет уменьшить количество независимых параметров задачи. На рис. 3 приведены зависимости ДЭПР от радиуса одиночной капли воды, которая рас- считана в соответствии с (4). В связи с темпера- турной зависимостью ЭПР, особенно в диапазоне 8 мм, вид кривых ДЭПР также зависит от темпе- ратуры. Однако если учесть, что высота выпаде- ния жидких осадков обычно не превышает 1÷1,5 км, то в условиях нормальной атмосферы вариация температуры в большинстве случаев лежит в пределах 0 С  T 20 С. Тогда, как по- казывают оценки, нижняя граница рабочей обла- сти меняется в пределах 1,17 мм  minr 1,22 мм. При этом верхняя граница рабочей области опре- деляется положением первого минимума зависи- мости (4), что иллюстрирует рис. 3, и в рассмат- риваемом случае соответствует rmax  2,18 мм. Если температуру Т  10 С выбрать в качестве среднего значения, то относительная ошибка измерения эффективного радиуса капель не превышает %3%100 0 0    r rref r в диапа- зоне изменения температур 0 ºС  T 20 С (r0 – значение эффективного радиуса при Т  10 С). При этом диапазон измеряемых размеров для Т  10 С лежит в пределах 1,18÷2,18 мм. а) б) Рис. 2. Зависимость ЭПР капли воды от ее радиуса: 1 – Т  –30 С; 2 – Т  0 С; 3 – Т  30 С Рис. 3. Зависимость ДЭПР одиночной капли от ее радиуса: 1 – Т  –30 С; 2 – Т  0 С; 3 – Т  30 С 1 2 3 0 –20 –40 –60 0 2 4 6 8 r, мм p, дБ 0 1 2 3 r, мм 1 2 3 0 –10 –20 –30 p, дБ 1 20 10 0 –10 2 3 0 1 2 3 r, мм p, дБ О. А. Войтович и др. / Дистанционное измерение размеров… _________________________________________________________________________________________________________________ 81 3. Экспериментальное исследование двухчастотного метода. Целью эксперименталь- ного исследования является оценка возможностей двухчастотного метода на примере одиночных капель разных размеров. Для формирования капель заданного ра- диуса разработан измерительный стенд (рис. 4), который представляет собой сосуд с водой, со- единенный с капельницей разных диаметров rк: 0,25; 0,5; 0,75 и 1 мм. Регулируя интенсивность потока воды можно регулировать частоту паде- ния капель, что важно для проведения измерений. Рис. 4. Схема установки для формирования капель Определение размера капель осуществля- лось фотографическим методом и на основе из- мерения их массы. В первом случае фотокамера располагалась на заданном расстоянии от места падения капли, в поле зрения которой помещался металлический цилиндр 1 (рис. 5) с известным диаметром dc  1,5 мм для калибровки поля зре- ния камеры. Рис. 5. Фотография падения капли: 1 – калибровочный ци- линдр; 2 – вертикальный «след» от падения капли Так как скорость капли составляет 1÷2 м/с, то камера фиксирует «след» падения капли в виде вертикальной полосы 2. Это позволяет опреде- лить горизонтальный размер капли, сравнив его с известным диаметром калибровочного цилиндра. Важным параметром является разброс размеров формируемых капель, который оценивался в се- рии измерений в виде нормированного средне- квадратичного отклонения (СКО) радиуса капель   r r 3 % (r – среднее значение радиуса капель). С другой стороны, рассеивающие свой- ства капли определяются их объемом, поэтому были проведены измерения общей массы mT для N  50÷150 капель каждого размера с помощью электронных весов типа СВА-6000-0,2. Затем вы- числялся средний объем одной капли 0 1 N m V T и ее среднекубический радиус – , 4 3 3 1 ск  V r  кото- рый соответствует радиусу эквивалентной сферы. Для определения характеристик рассея- ния одиночной капли разработан двухчастотный доплеровский радиолокатор, работающий в ре- жиме непрерывного излучения в диапазонах 8 мм и 3,2 см. Оба канала построены по гомодинной схеме (рис. 6), где сигнал с выхода генератора Г поступает на вход резонатора Р, а затем через ферритовый вентиль ФВ на ферритовый циркуля- тор ФЦ и излучается рупорной антенной РА. На вход селективного усилителя СУ подается сигнал с выхода смесителя СМ в результате пере- множения излученного РГ и отраженного РПРМ сигналов, а после усиления сигнал поступает на ПК для спектральной обработки. Рис. 6. Схема измерительного радара Характеристики разработанного радара приведены в табл. 1, а на рис. 7 представлена фо- тография измерительного стенда. При проведе- нии измерений радар облучал падающие капли вода под углом φв  45, а для измерения абсо- лютного значения ЭПР капли на двух частотах осуществлялась калибровка радиолокатора с по- мощью металлической сферы малого диаметра, которая падала вдоль той же траектории, что и капля. При этом использовался шарик диамет- 2 частотный радар Капля Фотоаппарат Электронные весы Капилляр Сосуд с водой ФВ РА Г Р ФЦ ПК СУ СМ РГ РПРМ О. А. Войтович и др. / Дистанционное измерение размеров… _________________________________________________________________________________________________________________ 82 ром 3,165 мм, ЭПР которого составляет 21,61 мм 2 на длине волны λ  8 мм и 8,48 мм 2 в диапазоне λ  3,2 см. Таблица 1 Параметры двухчастотного радара Параметр Канал 1 Канал 2 Рабочая длина волны, мм 8 32 Излучаемая мощность, мВт 10 20 Ширина диаграммы направленности антенны, рад 9,4 24 Шум-фактор приемника, дБ 45 30 Полоса СУ, кГц 1 1 Рис. 7. Фото измерительного стенда Запись сигналов на ПК проводились од- новременно для двух радиолокационных каналов с частотой дискретизации 16 кГц. В качестве примера на рис. 8 приведен сигнал, отраженный от одиночной капли rск  2 мм в диапазоне λ  8 мм. Рис. 8. Пример сигнала, отраженного от пролетающей оди- ночной капли радиусом rск  2 мм, λ  8 мм Для увеличения отношения сигнал-шум сигналы обрабатывались с помощью цифрового полосового фильтра Баттерворта 2-го порядка с полосой пропускания Δfф  100 Гц и средней ча- стотой fф  325 Гц, значения которых согласованы с параметрами падения капли и калибровочного шарика (скорость и время пролета луча антенны). Применение описанного фильтра позволило су- щественно увеличить отношение сигнал-шум и улучшить точность измерений, как показано на рис. 9, где приведен пример осциллограммы напряжения с выхода фильтра, которое соответ- ствует сигналу на рис. 8. Рис. 9. Пример реализации сигнала, отраженного от капли, на выходе фильтра Используя традиционную форму уравне- ния радиолокации [2], нетрудно показать, что измеряя отношение мощностей сигналов, отра- женных от исследуемой капли d rP и калибровоч- ной сферы ,s rP можно найти ЭПР капли в виде ,0 0 s r sd rd P P    (10) где s 0 – ЭПР калибровочной сферы. При этом в (10) в качестве s rP и d rP были взяты макси- мальные значения мощности отраженного сиг- нала для капли и для шара. По измеренным на двух длинах волн значениям ЭПР капли рассчи- тывалась величина ДЭПР, а затем использова- лась расчетная зависимость ДЭПР от радиуса капли для температуры 15 С (см. рис. 3) для определения ее размера. Результаты сравнения результатов изме- рения размеров одиночной капли с помощью контактных методов и двухчастотного радара приведены в табл. 2, а на рис. 10 показана зави- симость полученных результатов от среднекуби- ческого радиуса капли (радиуса эквивалентной сферической капли). По оси абсцисс приведены значения измеренного среднекубического радиу- са rск, звездочками указаны измерения с помощью фотокамеры rф, точками – радиолокационные измерения rр, а гладкая прямая соответствует данным для капель сферической формы. Можно видеть, что отличие расчетных и экспериментальных данных не превышает 3,5 %, что подтверждает возможность использования двухчастотного метода для измерения размеров капель с достаточной для практики точностью. 0,23 0,25 0,27 0,29 t, c U (t) 0,1 0 –0,1 0,23 0,25 0,27 0,29 t, c U (t) 0,2 0 –0,2 –0,4 3,2 см Капилляр 8 мм О. А. Войтович и др. / Дистанционное измерение размеров… _________________________________________________________________________________________________________________ 83 Таблица 2 Результаты измерений rк, мм rск, мм rф, мм rр, мм 0,25 1,33 1,31 – 0,5 1,465 1,395 – 0,75 1,89 1,84 1,83 1 2 1,97 1,95 Рис. 10. Зависимость измеренного радиуса капли от радиуса эквивалентной сферы Из рис. 10 видно, что измеренные данные расположены немного ниже прямой, которая со- ответствует сферическим каплям. Это свидетель- ствует о том, что форма капель незначительно отличается от сферической, что также подтвер- ждается снимками, сделанными с помощью ско- ростной видеокамеры (рис. 11) в процессе паде- ния капель разных диаметров. а) б) в) г) Рис. 11. Фотографии капель в полете: а) – rск  1,33 мм; б) – rск   1,465 мм; в) – rск  1,89 мм; г) – rcк  2 мм Необходимо отметить, что в ходе экспе- римента энергетический потенциал стенда в диа- пазоне 3,2 см позволил измерить размер капель начиная с радиуса r ≥ 1,5 мм. Кроме того, недо- статком метода является малая рабочая область ,86,1 min max  r r в которой возможно проводить одно- значные измерения. Выводы. Таким образом, диапазон одно- значно измеряемых размеров слабо зависит от температуры и существенно зависит от длины волны. Экспериментальное исследование рас- смотренного метода подтвердило возможность измерения размеров капель на основе ДЭПР. При этом отличие радиолокационных измерений от данных расчета не превышает 3,5 %. Недостатком метода является небольшая рабочая область ,86,1 min max  r r в которой возможно проводить однозначные измерения. 1. Абшаев М. Т. О возможностях микроструктурных исследо- ваний облаков и осадков радиолокационными методами / М. Т. Абшаев, Ю. А. Дадали // Тр. Высокогорного геофиз. ин-та. – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – Вып. 5. – С. 56–63. 2. Довиак Р. Доплеровские радиолокаторы и метеорологиче- ские наблюдения / Р. Довиак, Д. Зрнич. – Л.: Гидрометео- издат, 1988. – 510 с. 3. Войтович О. А. Исследование двухчастотного метода дистанционного зондирования твердых аэрозолей / О. А. Войтович, А. М. Линкова, Г. И. Хлопов // Радиофи- зика и электрон.: сб. научн. тр. / Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. – Х., 2009. – 14, № 2. – С. 169– 176. 4. Двухчастотное зондирование твердых полидисперсных аэрозолей / Р. Кнехель, А. М. Линкова, А. Л. Теплюк, и др. // Радиофизика и электрон.: сб. научн. тр. / Ин-т ра- диофизики и электрон. НАН Украины. – Х., 2010. – 15, № 1. – С. 51–61. 5. Хиппель А. Р. Диэлектрики и их применение / А. Р. Хип- пель. – М.: Госэнергоиздат, 1960. – 438 с. 6. Ray P. S. BroadBand complex refractive indices of ice and water / P. S. Ray // Appl. Optics. – 1972. – 11, N 8. – Р. 1836–1843. 7. Saxton J. A. An electrical properties of water / J. A. Saxton // Wireless Engineer. – 1949. – 26, N 312. – Р. 288–292. 8. Розенберг В. И. Рассеяние и ослабление электромагнитно- го излучения атмосферными частицами / В. И. Розенберг. – Л.: Гидрометеоиздат, 1972. – 348 с. 9. Шупяцкий А. Б. Радиолокационное измерение интенсивно- сти и некоторых других характеристик осадков / А. Б. Шу- пяцкий. – Л.: Гидрометеоиздат, 1960. – 118 с. 10. Атлас Д. Л. Успехи радарной метеорологии / Д. Л. Атлас. – Л.: Гидрометеоиздат, 1967. – 194 с. 11. Ван-де-Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами / Г. Ван-де-Хюлст. – М.: Изд. иностр. лит., 1961. – 536 с. 12. Wiscombe W. J. Improved Mie scattering algorithms / W. J. Wiscombe // Appl. Optics. – 1980. – 19, N 9. – Р. 1505– 1509. 13. Chu-M. Chu. Scattering and absorption of water droplets at millimeter wavelength: Ph. D. diss. / Chu Chu-M.; Univ. Michi- gan. – Ann Arbor, 1952. – 200 p. 2 1,5 1 1 1,5 2 rск, мм r, мм О. А. Войтович и др. / Дистанционное измерение размеров… _________________________________________________________________________________________________________________ 84 O. A. Voitovych, A. M. Linkova, G. I. Khlopov, S. I. Khomenko REMOTE MEASUREMENT OF WATER DROP SIZES BY DOUBLE FREQUENCY SOUNDING The analysis of possibilities of double frequency meth- od for measurement of water drop size is described by using radar sounding at wavelengths 8 mm and 3.2 cm. The results of theoreti- cal study of the method performed for case of mono-disperse me- dium are presented and results of experimental measurements of drop size by means of radar and contact methods are also given. Key words: radar cross section, diffraction, differential radar cross section. О. А. Войтович, А. М. Лінкова, Г. І. Хлопов, С. І. Хоменко ДИСТАНЦІЙНЕ ВИМІРЮВАННЯ РОЗМІРІВ КРАПЕЛЬ ВОДИ ЗА ДОПОМОГОЮ ДВОЧАСТОТНОГО ЗОНДУВАННЯ Наведено результати аналізу можливостей двочас- тотного методу при вимірюванні розмірів крапель води з ви- користанням радіолокаційного зондування в діапазонах дов- жин хвиль 8 мм і 3,2 см. Подано результати теоретичного дослідження методу, що виконаний на прикладі монодисперс- ного середовища, а також результати експериментальних вимірювань розміру крапель за допомогою радіолокаційних і контактних способів. Ключові слова: ефективна поверхня розсіяння, дифракція, диференційна ефективна поверхня розсіяння. Рукопись поступила 09.07.10 г.