طراحی و ساخت سامانه پایش پارامترهای جوی به منظور پیش بینی وضع هوا

قطان کاشانی, زهرا; ایزدی, سید امین; سیاهکاری, محمد جواد

طراحی و ساخت سامانه پایش پارامترهای جوی به منظور پیش بینی وضع هوا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار، دانشکده برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

² استادیار، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری

³ کارشناسی ارشد، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

اندازهگیری مشخصات هوای بالای سطح زمین دارای کاربردهای تحقیقاتی و عملیاتی بسیار است. از موارد استفاده آن می‌توان پیش‌بینی وضع هوا را نام برد. سامانه رادیوسوند توسط بالون تا بالای لایه تروپوسفر یا بالاتر از آن حمل می‌شود و اطلاعات مختلفی مانند فشار، رطوبت، دما، مکان، سرعت و جهت وزش باد در ارتفاعات مختلف از سطح زمین را در حین صعود بهدست آورده و با استفاده از یک فرستنده رادیویی به ایستگاه زمینی مخابره می‌کند. در این مقاله، طراحی سیستمی و مراحل ساخت و تست یک نمونه رادیوسوند در فرکانس MHz 6/400 به همراه گیرنده زمینی و آنتن مربوطه به تفصیل توضیح داده شده است. هدف از این طرح، ساخت سامانه رادیوسوند بومی بهمنظور رفع نیاز سازمان هواشناسی میباشد. اگرچه قیمت این سامانه در مقایسه با نمونه خارجی آن بسیار کم است ولی دارای عملکرد و پایداری عالی تحت تغییرات دمایی شدید است. نتایج تستهای انجام شده با نمونههای خارجی مشابه همخوانی خوبی دارد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.26455153.1398.7.2.5.0

عنوان مقاله [English]

Design and Fabrication of an Atmospheric Parameter Monitoring System for Weather Forecast

نویسندگان [English]

Zahra Ghattan Kashani ¹
Seyed Amin Izadi ²
Mohammad Javad Siahkari ³

¹ K. N. Toosi University of Technology

² Shahid Sattari Aeronautical University, Tehran, Iran

³ Iran University of Science and Technology

چکیده [English]

Measurement of the air parameters above the Earth's surface has many research and operational applications including weather forecast. A radiosonde system is carried by a balloon up to the top of the troposphere or above it and obtains various information such as pressure, humidity, temperature, location, velocity, and wind direction at different altitudes from the Earth's surface during its climb. Then, the measured data are transmitted to the ground station using a radio transmitter. In this paper, the system design and fabrication and testing steps of a radiosonde operating at 400.6 MHz with the ground receiver and the associated antenna are described in detail. The aim of the project is to build a local radiosonde system to meet the requirements of the meteorological organization. Although the price of this system is very low compared to its foreign equivalent, its measured performance and stability under severe temperature changes are in good agreement with those of foreign counterparts.

کلیدواژه‌ها [English]

Radiosonde
Weather Forecast
Temperature and Humidity Sensor
Pressure Sensor
GPS
Power Amplifier
Ground Receiver
Link Budget

مراجع

W. F. Dabberdt, R. Shellhorn, H. Cole, A. Paukkunen, J. Hörhammer, and V. Antikainen, “Radiosondes,” Vaisala Inc., National Center for Atmospheric Research, pp. 1900-1913, 2002.##
M. Segal, R. Turner, D. Todey,” Using Radiosonde Meteorological Data to Better Assess Air Conditioning Loads in Tall Buildings,” Energy and Buildings, Vol 31, No. 3, pp. 243-250, 2000.##
J. Nash, C. Gaffard, R. Smout and M. Smees, “Introduction to Upper Air Measurements with Radiosondes and other in Situ Observing Systems,” Integrated Ground-based Observing Systems Applications for Climate, Meteorology and Civil Protection, Italy, 2007.##
Y. Shi, Y. Luo, W. Zhao, C. Shang, Y. Wang, Y. Chen, “Radiosonde Using a Humidity Sensor Array with a Platinum Resistance Heater and Multi-Sensor Data Fusion,” Sensors Journal, Vol. 13, No. 7, pp. 8977-8996, 2013.##
W. H. Pickering, “The Radio Sonde,” Proceedings of the IRE, Vol. 31, No. 9, pp. 479-485, 1943.##
GPS-Based Measurement of Height and Pressure with Vaisal a Radiosonde RS41, White Paper.##
C. Kilgus, "Multielement, Fractional Turn Helices," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 16, No. 4, pp. 499-500, 1968.##
C. Kilgus, "Resonant Quadrifilar Helix design," Microwave Journal, Vo. 13, pp. 49-54, 1970.##