DE2831903A1 - Einrichtung zur windmessung nach dem doppler-prinzip - Google Patents

Einrichtung zur windmessung nach dem doppler-prinzip

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DE2831903A1 DE19782831903 DE2831903A DE2831903A1 DE 2831903 A1 DE2831903 A1 DE 2831903A1 DE 19782831903 DE19782831903 DE 19782831903 DE 2831903 A DE2831903 A DE 2831903A DE 2831903 A1 DE2831903 A1 DE 2831903A1
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Description

A. Wasmeier PATENTANWÄi Regensburg 1 -TE 2831903
Dipl.-lng. Postfach 382 8400 A Dipl.-lng. H. Graf
Patentanwälte
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Deutsche Patentamt
8 München 2
D-8400 REGENSBURG 1 GREFLINGER STRASSE 7 Telefon (09 41) 5 4753
Telegramm Begpatent Rgb. Telex 6 5709 repat d
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X/p 9^90
Tag 17. Juli 1978 W/He
Anmelder: XONICS, INC., 6849 Hayvenhurst Avenue, Van Kuys,
California 91406, USA
Titel: "Einrichtung zur Windmessung nach dem Doppler-Prinzip", Priorität: USA Serial No. 854.782 vom 25.11.1977
Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 839 Postscheck München 893 69-801
Gerichtsstand Regensburg
17.7.1978 W/He - / - Χ/ρ 94-90
• 5-
Einrichtung zur Windmessung nach, dem Doppler-Prinzip.
Zusammenfassung; Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Fernmessen von Windgeschwindigkeit und Windrichtung. Ein akustischer Echosender richtet einen Strahl akustischer Energie gegei eine Zone, und eine Vielzahl von Empfängern nehmen akustische Energie auf, die von dem Wind in der Zone gestreut wird, wobei jeder Empfängerausgang eine Dopplerfrequenzkomponente besitzt. Die Einrichtung ermöglicht die Positionierung der Empfänger in verschiedenen Höhenlagen und in verschiedenen Abstanden und Winkeln von dem Sender, und die Einrichtung ist insbesondere empfindlich für die Messung vertikaler Windgeschwindigkeiten.
Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige und verbesserte Einrichtung zum Eernmessen von Windgeschwindigkeit und Windrichtung. Die Einrichtung ist insbesondere geeignet für exakte Messungen der vertikalen Windgeschwindigkeit und für das Positionieren in verschiedenen Stellen, wobei das Positionieren der verschiedenen Komponenten außerordentlich flexibel ist.
Akustisches Dopplerradar hat sich als eine Methode zur Messung der Windgeschwindigkeit von einer entfernten Stelle herausgestellt Die Messung basiert auf der Streuung akustischer Wellen durch natürliche Schwankungen in der Atmosphäre. Die Bewegung der Luft am Streupunkt, d.h. der Wind, ergibt eine Änderung in der Frequenz der akustischen Welle, die als Dopplerverschiebung bekannt ist. Die kohärente Verarbeitung des aufgenommenen Signales ergibt eine Messung der Dopplerverschiebung, aus der eine Windkomponente (die durch die geometrische Konfiguration von Sender und Empfänger bestimmt ist) berechnet werden kann. Der Vektor Wind kann durch Verwendung unterschiedlicher tfbertragungspfade zur Messung unabhängiger Komponenten verwendet werden.
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17.7.1978 W/He - β - Χ/ρ 94-90
Eine Konfiguration, die der Forderung einer vollen Windvektorbestimmung genügt, ist in US-PS 3.889.553 gezeigt. Insbesondere erzeugt eine Senderantenne einen vertikal gerichteten Strahl akustischer Wellen. Drei Empfängerantennen sind in einem Kreis angeordnet, dessen Mitte am Ort der Senderantenne liegt, und sind gleichförmig um 120° voneinander versetzt. Diese symmetrische Konfiguration ergibt verhältnismäßig einfache Gleichungen für die drei Windkomponenten u, ν und w (die nach Osten, nach Norden und nach oben gerichtet sind), und hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Ankunftszeit eines Impulses, der aus einer gegebenen Höhe gestreut wird, an allen drei Empfängern die gleiche ist.
Diese symmetrische Konfiguration und ihre Signalverarbeitung haben jedoch zwei wesentliche Fachteile. Einer dieser Nachteile besteht darin, daß die vertikale Windkomponente eine spezielle Position der Empfindlichkeit im Vergleich zu den beiden horizontalen Komponenten einnimmt. In geringen Höhen und auch in größeren Höhen bei einer Mittelung über Minuten oder darüber tendiert die vertikale Windkomponente dazu, daß sie viel kleiner ist als allgemein angetroffene horizontale Winde. Ein gegebener Fehler bei .der Messung der vertikalen Komponente wird sich deshalb relativ stärker auswirken. Ferner liegt die Windkomponente, die von einer Empfängerantenne gemessen wird, welche von der Senderantenne versetzt ist, in Richtung der Sehne des Winkels, der an dem Streupunkt durch die Strahlen der beiden Antennen gebildet wird. Diese Komponente beträgt etwa 20° (oder weniger) gegenüber der Vertikalen für die größeren Meßhöhen. Die gemessene Komponente bewertet deshalb die vertikale Komponente stärker als die horizontale Komponente, und jeder Fehler in der vertikalen Komponente wird bei der Berechnung der horizontalen Komponenten verstärkt. In beiderlei Hinsicht ist dann eine exakte Messung der vertikalen Windkomponente erwünscht.
Der zweite Nachteil der exakten symmetrischen Konfiguration besteht darin, daß die Flexibilität beim Aufbau der Anlage begrenzt
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17.7.1978 w/He -er- χ/ρ 9490
wird. Ein Benutzer kann außerstande sein oder nicht wünschen, daß die Antennen in symmetrischer Weise angeordnet werden, sei es aus Gründen des Terrains, der Aufbauten oder anderer Hindernisse, oder aus welchen anderen Gründen auch immer.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es somit, eine neue und verbesserte Windgeschwindigkeits-Meßeinrichtung zu schaffen, die eine exaktere Messung der vertikalen Komponente der Windgeschwindigkeit ergibt, bei der die Antennenkonfiguration kein begrenzender Faktor ist, und die Empfänger in verschiedenen Höhenlagen, Abständen und Winkeln in bezug auf den Sender angeordnet werden können* !ferner ist Aufgabe der Erfindung, eine neuartige und verbesserte Signalverarbeitung in Verbindung mit der Zeitsteuerung für die Signale aus den verschiedenen Empfängern zu schaffen.
Gemäß der Erfindung weist die Windgeschwindigkeitsmeßeinrichtung einen akustischen Eehosender, der einen Strahl akustischer Energie gegen eine Zone richtet, und eine Vielzahl von Empfängern für den Sender, die im Abstand.voneinander und vom Sender angeordnet sind, auf, wobei jeder Empfänger gegen die Zone gerichtet ist, um akustische Energie des Senders aufzunehmen, die durch Windeinwirkung in der Zone gestreut wird, und um ein Empfängerausgangssignal mit einer Bopplerfrequenzkomponente zu schaffen. Diese Einrichtung weist ferner eine Signalverarbeitungseinrichtung auf, die die Empfängerausgangssignale als Eingänge zur Erzeugung von Ausgangssignalen der Verarbeitungseinrichtung besitzt, welche sich als Funktion der Windgeschwindigkeit in der Zone längs definierter Koordinaten ändert. Falls erwünscht, kann ferner eine Vektorgeschwindigkeit erzeugt werden. Die Einrichtung weist ferner einen zusätzlichen Empfänger auf, der am Sender angeordnet ist und der gegen die Zone längs des Senderstrahles gerichtet ist, wobei dieser Empfänger das Signal ergibt, das insbesondere empfindlich in bezug auf die vertikale Windgeschwindigkeit ist. Die Signalverarbeitungseinrichtung weist einen getrennten Kanal für jedes Empfängerausgangssignal auf, wobei jeder Kanal ein Prüfgatter
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17.7.1978 W/He - ϊ - Χ/ρ 94-90
eine Dopplerverschiebungsanzeigevorrichtung besitzt; ein Verzögerungsgenerator erzeugt Steuersignale für jedes Prüfgatter zum Einführen von Verzögerungen in jeden Kanal, wobei jede Verzögerung sich als Funktion der Position des entsprechenden Empfängers in bezug auf den Sender ändert.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm einer einzigen Einheit eines akustischen Dopplerradargerätes mit Sender und Empfänger,
Fig. 2 ein Diagramm ähnlich dem nach Fig. 1, wobei Sender und Empfänger in unterschiedlichen Höhenlagen angeordnet sind,
Fig. 3 ein Diagramm , das die Auflösung der Bestandteile aus den Figuren 1 und 2 zeigt,
Fig. 4 ein Diagramm, das die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Sender und drei Empfängern darstellt,
Fig. 5 ein Diagramm, das die Winkelbeziehungen für das System nach Fig. 4 zeigt, und
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungseinrichtung für das System nach Fig. 4.
Fig. 1 zeigt eine einzelne Einheit eines akustischen Dopplerradargerätes, das eine einzige Windkomponente mißt. Der Sender T sendet einen impuls in einen vertikalen Strahl akustischer Strahlung. Das Zerstreuungsolumen S streut einen Teil der einfallenden Energie, und ein Teil dieser Energie wird am Empfänger R aufgenommen. Die gemessene Windkomponente für diese Konfiguration liegt in der mit Vektor vj in Fig. 1 gezeigten Richtung der Winkelhalbierenden des Winkels RST, die einen Winkel oc mit der Vertikalen einschließt.
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17.7.1978 W/He - 8<- χ/ρ 9490
Die Ausbreitverzögerung, die für die akustische Welle benötigt wird, um von CD nach S und damit nach ß zu wandern, ist gegeben durch
T= i (h +-v/h2 + b2) b (1)
wobei b der Basisschenkel oder Abstand zwischen T und R und c die Schallgeschwindigkeit ist.
Wenn der Sender T und der Empfänger R in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, und der Höhenabstand Ah beträgt, wie in S1Xg. gezeigt, beträgt die Verzögerung für das gleiche streuende Objekt bei S
■Γ= I (h + V(H - Ah)2 + b2) (2)
wobei h die Höhe in der Vertikalen relativ zum Sender T ist.
Der Windvektor ν in der Ebene.- der Fig. 1 oder 2 kann in horizontale und vertikale Komponenten v, und ν aufgelöst werden, wie in Fig. 3 gezeigt. Ferner ist in Fig. 3 die Dopplergeschwindigkeit v-, in einem Winkel OC zur Vertikalen dargestellt, die durch das akustische Radargerät nach Fig. 1 oder 2 gemessen wird. Es ergibt sich
vd = vh sin α + vv cos 0^ ^
In dem Spezialfall, indem die Empfängerantenne an der gleichen Stelle wie die Senderantenne angeordnet ist, ergibt sich b = O und Oc= O. Damit werden die Gleichungen (1) und (3) in diesem Spezialfall reduziert auf
T= (40
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17.7-1978 W/He -/- Σ/ρ 9490
Die Gleichungen (4-) und (5) stellen die Bedingungen für die Verzögerung einer monostatischen Radarrückführung dar und zeigen, daß dieser Empfänger direkt die vertikale Windkomponente (und nur diese Komponente) feststellt.
Die Konfiguration für die bevorzugte Ausführungsform der ErficLung ist in Pig. 4- gezeigt. Zxvei Empfänger R-, , Rp sind gegenüber dem Sender T um horizontale Abstände b-, und b~ sowie vertikal um Ah-, und AIL·} versetzt. Ein dritter Empfänger R^ ist an der Stelle des Senders angeordnet. Die Antenne für den Empfänger R^ kann räumlich in die Antenne des Senders T gelegt werden, oder kann eine getrennte Antenne in unmittelbarer Nähe der Senderantenne sein.
Das aus dem Volumen oder der Zone S bei einer gegebenen Höhe h rückgeführte Signal kommt an den drei Empfängern R-, , Rp, R, zu Zeiten T t" T an, und zwar gilt
+ b2
\/(h -Ah2)2 + b| ) (6)
T2 = I O +\/(h -Ah2) + b| T3 = 2 h/c
Dabei kann ^\h positiv oder negativ sein, je nachdem, ob der in Frage kommende Empfänger eine größere oder geringere Höhe als die Senderantenne hat; die Verzögerung Twird entsprechend beeinflußt.
Die aufgenommenen Signale werden über ein Intervall um die Verzögerungen nach Gleichung (6) geprüft, und die Dopplergeschwindigkeit skomponentenv, werden in herkömmlicher Weise aus -den gemessenen Dopplerverschiebungen erzielt. Die drei Dopperkomponenten ν,-, , vd2 mi"'^L vd3 können mnmehr auf drei andere Komponenten v^, v^ und ν transformiert werden, wobei v,-, und ν, ρ die horizontalen Windkomponenten parallel zu den Basisschenkdn zu den Empfänger fi-.
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17.7.1978 W/He _^_ . . χ/ρ
•/ff
und E2 (vgl. Mg. 3) sind^und vv = v^, die vertikale Windkomponante ist (positive Werte zeigen nach abwärts). In allen Fällen zeigt eine positive Komponente in Richtung der zugeordneten Empfängerantenne. Aus Gleichung (3) ergibt sich, daß gilt:
C0S
vh2 - iln-όζ Cvd2 - Ύά3 C0SOt2> ' (7)
vv = vd3
Aus Gleichung (7) ergibt sich, daß der Winkel ocfür die beiden Antennen R-, , R2 aufgrund ihrer verschiedenen Werte von Ah und b unterschiedlich sein kann.
Schließlich verbleibt nur, die beiden Komponenten v,-, und ν,,ρ auf die orthogonalen Windkomponenten ν und ν in den gewünschten Richtungen zu transformieren. Das Koordinatensystem wird dabei zweckmäßigerweise so gewählt, daß die x-Achse nach Osten, die y-Achse nach ITorden und die z-Achse nach oben weist.
Die Geometrie ist in Pig. 5 gezeigt, wobei Θ·, und θ? die Winkel der beiden horizontalen Komponenten v. -, und v, o> gemessen im Uhrzeigersinn zur y-Achse (Hord) sind. Es ergibt sich, daß
vx = (vhl cos θ2 - vh2 cos
sin Θ2 " vh2 sin
vy - sin (O1 - O2J Λ Μ 2 vh2
V=V
vz vv
Die beiden rechtwinkeligen horizontalen Komponenten werden in . Geshwindigkeit und Richtung umgewandelt. Wenn das System mit Empfängern nach Osten und Norden in bezug auf den Sender ausgelegt
ist, wird Θ-, = 90°, θο = 0° und ν = ν,-, und ν xn χ zu. y
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17.7.1978 W/He - yC - X/p 949O
Diese Verarbeitung kann im Signalverarbeitungsgerät nach Jig. 6 vorgenommen werden. Es ist ein getrennter Kanal für jedes Empfängersignal vorhanden, wobei Stichproben-To-rschaltungen (sampling gates) 11, 12, 13 und Dopplerverschiebungsanzeigevorrichtungen 21, 22, 23 für Signale aus den EmpfängernR1, R2, R^ vorgesehen sind. Ein Stichprobengatter entnimmt ein Datensegment aus einem Ernpfängersignal entsprechend der gewünschten Höhe bei den Zeitverzögerungen, die nach Gleichung (5) bestimmt werden. Dies kann für mehrere unterschiedliche Höhen je Impuls erfolgen, und die nachfolgende Verarbeitung kann für jeden Satz von Stichproben durchgeführt werden, damit ein Windprofil erhalten wird.
Die Gatter 11, 12, 13 werden durch Impulse aus einem Verzögerungsgenerator 25 gesteuert, wobei der anfängliche Zeitgeberimpuls durch den Sender aus einer Triggerschaltung 26 geliefert wird.
Dann wird ein Satz von Dopplergeschwindigkeiten ν,-, , ν,ρ, ν·,^ aus der ■ Dopplerfrequenz in den Stichprobensignalen zur Anzeige gebracht. Diese werden dann in die horizontalen Komponenten v- -, und ν, ρ nach Gleichung (7) in Auflösern 27, 28, und schließlich in die drei orthogonalen Komponenten ν , ν , v_ nach Gleichung (8) in einem
x y ζ
Konverter 29 transTormiert. Ein Vektor kann aus den drei Komponenten berechnet werden, falls dies erwünscht ist.
Die gleiche Verarbeitungskette kann auch für ein System mit zwei Empfängemdurchgeführt werden, in welchem Empfänger R^ nicht vorhanden ist. Zu diesem Zweck wird die vertikale Windkomponente vernachlässigt, d.h., daß ν,, = O. Die Flexibilität der Anordnung der beiden äußeren Empfängerantennen wird beibehalten.
Bei einem praktisch im Einsatz befindlichen Windgeschwindigkeitsmeßsystem nach der Erfindung (sowohl als System mit zwei wie auch mit drei Empfängern) wurden die Zeitsteuersignale den Stichprobengattern über einen digitalen Rechner zugeführt. Die gesamte Datenverarbeitung wurde im gleichen Rechner mit dem digitalisierten
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17.7.1978 W/He -^- X/p 94-90
./12.
Ausgang der Stichprobengatter durchgeführt. Dieses gleiche Verfahren kann jedoch auch mit Analogeinrichtungen durchgeführt werden, entweder variabel, um die Flexibilität eines Computers zu verdoppeln, in welchem die Parameter im Programm auf einfache Weise modifiziert werden, oder fest verdrahtet, wenn die Konfiguration des Systems einmal festgelegt ist. Zusätzlich kann eine Wiederholung der fest verdrahteten Ketten, wie schematisch in lnig. 6 gezeigt, durch rasches Kommutieren zwischen den Kanälen weitgehend vermieden werden. So werden beispielsweise in dem praktisch eingesetzten System alle drei Signale einem einzigen Kanal dargeboten, der mit einer Prüfgeschwindigkeit arbeitet, die dreimal so hoch ist, wie für einen Kanal erforderlich, während ein Kommutator entsprechend über die Eingangssignale zyklisch schaltet und die Ausgangsstichproben verteilt. Wenn deshalb in vorliegender Anmeldung auf getrennte Kanäle hingewiesen ist, ist dies so zu verstehen, daß es sich sowohl um physikalisch getrennte Kanäle als auch um einen Kanal, der der Eeihe nach für getrennte Signale verwendet wird, handelt.
Die Windgeschwindigkeitsmeßeinrichtung nach vorliegender Erfindung ist gegen vertikale Windkomponenten empfindlich, und ergibt eine direkte Ausgangskoordinatenablesung in vertikaler Geschwindigkeit. Auch ist die Einrichtung außerordentlich flexibel in bezug auf die Anordnung der Sender- und Empfängerantennen, wobei die Antennen, den Bedingungen des Terrains oder anderen Bedingungen entsprechend angeordnet werden können und nicht eben, im gleichen Winkel und im gleichen Abstand positioniert werden brauchen. Auch können die Windgeschwindigkeitsmeßergebnisse in rechtwinkeligen Koordinaten oder als Vektor oder aber in anderer gewünschter Weise erzielt werden.
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Claims (8)

17·7.1978 W/He -^- X/p 94-9°
"Patentansprüche:
Einrichtung zum Fernmessen der Windgeschwindigkeit und Windrichtung an einer bestimmten Stelle nach dem akustischen Dopplerradprinzip, gekennzeichnet durch ■
einen akustischen Echosender (T), der einen Strahl akustischer Energie gegen eine im Abstand vom Sender (T) befindliche Zone richtet,
eine Vielzahl von ersten EmpÄngern (R, R-, , Rg) für den Sender (T), die voneinander und von dem Sender im Abstand angeordnet sind, wobei jeder Empfänger gegen die Zone gerichtet ist, um akustische Energie des Senders (T) aufzunehmen, die durch den Wind in der Zone gestreut wird, und um ein Empfängerausgangssignal mit einer Dopplerfrequenzkomponente zu erzielen,
einen zusätzlichen Empfänger (R^) für den Sender (T), der am Sender angeordnet und gegen die Zone längs des Senderstrahles gerichtet ist, um akustische Energie des Senders, die durch den Wind in der Zone gestreut wird, aufzunehmen und ein Empfängerausgangssignal mit einer Dopplerfrequenzkomponente zu erzielen, und eine Signalverarbeitungseinrichtung (11-29), die die Empfängerausgangssignale als Eingänge zur Erzeugung von AusgangsSignalen der Verarbeitungseinrichtung besitzt, deren jedes sich als !funktion der Windgeschwindigkeit in der Zone längs dreier definierter Koordinaten ändert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (R) in unterschiedlichen vertikalen Höhenlagen angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Empfänger (R) in unterschiedlichen vertikalen Höhenlagen und in unterschiedlichen horizontalen Abständen vom Sender (T) angeordnet sind.
4·. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Senderstrahl vertikal ist, und daß eines der Ausgangssignale der
ORiGiNAL INSPECTED
17.7-1978 W/He - 2 - Χ/ρ 94-90
Verarbeitungseiiirichtung ein Maß für die vertikale Windgeschwindigkeit in der Zone ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (11-29) einen getrennten Kanal für jedes Empffängerausgangssignal, deren jeder ein Stichprobengatter (11) und eine Dopplerverschiebeungsanzeigevorrichtung (21, 22, 23) besitzt, und einen Verzögerungsgenerator (25) aufweist, der Steuersignale an jedes der Stichprobengatter (11) liefert, um Verzögerungen in jeden Kanal einzuführen, wobei jede Verzögerung sich als Funktion der Position eines jeden entsprechenden Empfängers in bezug auf den Sender ändert.
6. Einrichtung zum Fernmessen der Windgeschwindigkeit und Windrichtung an einer bestimmten Stelle nach dem akustischen Dopplerradarprinzip, gekennzeichnet durch
einen akustischen Echosender (T), der einen Strahl akustischer Energie gegen eine von dem Sender in Abstand befindliche Zone richtet,
eine Vi-elzahl von Empfängern (R) für den Sender (T), die im Abstand voneinander und von dem Sender angeordnet sind, wobei jeder 'Empfänger gegen die Zone gerichtet ist, um akustische Energie von dem Sender aufzunehmen, die durch den Wind in der Zone gestreut wird, und um ein Empfängerausgangssignal mit einer Dopplerfrequenzkomponente zu erzielen,
eine Signalverarbeitungseinrichtung (11-29), bei der die Empfängerausgangssignale als Eingänge zur Erzeugung von Ausgangssignalen der Verarbeitungseinrichtung vorgesehen sind, die sich als Funktionen
in
der Windgeschwindigkeit der Zone verändern, wobei die Verarbeitungseinrichtung einen getrennten Kanal für jedes Empfängerausgangssignal besitzt und jeder Kanal ein Stiehprobengatter (11? 12, 13) und eine Dopplerverschiebungsanzeigevorrichtung (2I9 22 s 23) aufweist, und
einen Versögerungsgenerator (25), der Steuersignale an jedes der Stiehprobengatter (11, 12, 13) gibt, um Verzögerungen in jeden Kanal einzuführen, wobei jede Kanalverzögerung sich als Funktion der Position eines jeden entsprechenden Empfängers in bezug auf den Sender ändert.
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17.7.1978 w/He '- 3 - Χ/ρ
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (E) in unterschiedlichen vertikalen Höhen angeordnet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Emifänger (R) in unterschiedlichen vertikalen Höhenlagen und in unterschiedlichen horizontalen Abständen von dem Sender (T) angeordnet sind.
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NL (1) NL7807761A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0011912A2 (de) * 1978-08-22 1980-06-11 The University Of Melbourne Bestimmung der Windgeschwindigkeit und Windrichtung in verschiedenen Höhenlagen mit Schallwellen
DE3608691C1 (en) * 1986-03-15 1987-05-21 Justus Rosenhagen Gmbh Dr Mobile device for remote measurement (telemetry) of meteorological data in the atmosphere
DE3608692C1 (en) * 1986-03-15 1987-05-21 Justus Rosenhagen Gmbh Dr Device for remote measurement (telemetry) of meteorological data in the atmosphere

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56168563A (en) * 1980-05-30 1981-12-24 Radio Res Lab Method and apparatus for remotely measuring wind direction and velocisy using both electric and sound wave
US4449400A (en) * 1982-11-24 1984-05-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Radionuculide counting technique for measuring wind velocity and direction
JPS60129678A (ja) * 1983-12-19 1985-07-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The ソ−ダ−装置
JPS60129677A (ja) * 1983-12-19 1985-07-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The ソ−ダ−装置
US4831874A (en) * 1987-10-16 1989-05-23 Daubin Systems Corporation Paradac wind measurement system
US5509304A (en) * 1994-08-10 1996-04-23 Radian Corporation Phased array acoustic antenna system
NO301141B1 (no) * 1995-05-24 1997-09-15 Triad As System for deteksjon og måling av atmosfæriske bevegelser
US8373589B2 (en) * 2010-05-26 2013-02-12 Detect, Inc. Rotational parabolic antenna with various feed configurations
WO2014165266A1 (en) * 2013-03-12 2014-10-09 LogLinear Group, LLC Single beam wind speed and direction determination
DE102022201680A1 (de) 2022-02-17 2023-08-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein System mit einem akustischen sensor und verfahren zur echtzeitfähigen erfassung meteorologischer daten

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3341807A (en) * 1965-10-11 1967-09-12 Hewlett Packard Co Transducer apparatus
AU422241B2 (en) * 1968-12-23 1972-03-09 The Commonwealth Of Australia Method of and means for recording characteristics ofthe troposphere
US3735333A (en) * 1971-12-23 1973-05-22 Xonics Inc Aircraft vortex detection system
US3889533A (en) * 1973-07-19 1975-06-17 Xonics Inc Acoustic wind sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0011912A2 (de) * 1978-08-22 1980-06-11 The University Of Melbourne Bestimmung der Windgeschwindigkeit und Windrichtung in verschiedenen Höhenlagen mit Schallwellen
EP0011912A3 (en) * 1978-08-22 1980-07-23 The University Of Melbourne Acoustic detection of wind speed and direction at various altitudes
DE3608691C1 (en) * 1986-03-15 1987-05-21 Justus Rosenhagen Gmbh Dr Mobile device for remote measurement (telemetry) of meteorological data in the atmosphere
DE3608692C1 (en) * 1986-03-15 1987-05-21 Justus Rosenhagen Gmbh Dr Device for remote measurement (telemetry) of meteorological data in the atmosphere

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Publication number Publication date
JPS5476270A (en) 1979-06-18
IT1106345B (it) 1985-11-11
CA1104245A (en) 1981-06-30
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GB2008751B (en) 1982-03-03
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US4206639A (en) 1980-06-10
FR2410288A1 (fr) 1979-06-22

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