Roberto Sozzi (ARPA Lazio) Teodoro Georgiadis (CNR-IBIMET ...

9 - TECNICHE PER L’OSSERVAZIONE DEL PBL.—————————————————————————⎯⎯——————————vento, si allarga in forma di calotta sferica. Quasi nello stesso punto P è posto un ricetrasmettitoreradio. Quindi l’onda radio trasmessa consiste anch’essa di una calotta sferica che è praticamentecoincidente con quella sonora e l’onda radio riflessa segue il percorso inverso focalizzandosi in P. In talmodo si ottimizza il trasferimento di energia radio riflessa dall’onda sonora. La riflessione èmassimizzata realizzando la condizione di risonanza di Bragg: l’onda acustica e l’onda radio sono sceltein modo che la lunghezza della prima λ a sia esattamente la metà di quella della seconda λ r . Il suono ègenerato in forma di pacchetto monocromatico di N onde: questo pacchetto ha quindi la forma di Ncalotte concentriche. La variazione dell’indice di rifrazione comporta per ogni onda il coefficiente diriflessione radio (∆n r /2) 2 . L’onda radio, di lunghezza λ r =2λ a , è riflessa in fase da ogni calotta. Ilcoefficiente di riflessione risultante è quindi dato da N 2 (∆n r /2) 2 .TrenoacusticohFig.9.51: schema idealizzato di funzionamento del RASS.Si considerino ora trasmettitore e ricevitore radio, muniti di antenne capaci di coprire lo stesso angolosolido dell’antenna acustica. Per la cofocalità del sistema e la postulata conservazione degli angolisolidi, il rapporto tra la potenza radio ricevuta e quella trasmessa risulterà :PPrPt⎡h⎛ ⎞ ⎤=2221.51⋅−10( ) 13 N ⎢PG exp⎜dh 4 h /a a − α ⎟ π ⎥ηaT⎢∫[9.78]⎣ ⎝ 0 ⎠ ⎥⎦in cui P a è la potenza acustica irradiata, G a è il guadagno dell’onda acustica, α è il coefficiente diassorbimento acustico dell’aria e h è la quota di interesse. Nella (9.78) non compaiono parametri delsistema radio, ma solo parametri acustici e ambientali.Si consideri ora il sistema di rivelazione noto col nome di omodina. Il trasmettitore emette un’ondacontinua ed il ricevitore è dotato di un mescolatore in cui vanno a battere una frazione del segnaletrasmesso e, adeguatamente amplificato, il segnale d’eco. Siccome l’eco proviene da una superficieriflettente in moto rispetto all’osservatore, per effetto Doppler la sua frequenza differisce da quella deltrasmettitore. Se u è la velocità della superficie riflettente, la frequenza di battimento risulta:fb( u • ( kt− kr)/2π= [9.79a]dove kte krsono rispettivamente i numeri d’onda orientati dell’onda radio trasmessa e del radio-eco,nel punto di riflessione. Sulla base delle ipotesi qui introdotte, si ha che:fb= 2cλ[9.79b]r———————————————————————————⎯⎯————————- 396 -