激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)回波信號(hào)的研究.pdf

1、激光雷達(dá)是以激光波束為信息載體的雷達(dá)，不僅可以測(cè)距，還可以測(cè)速，并實(shí)現(xiàn)精確跟蹤。探測(cè)回波信號(hào)的多普勒頻移，可以計(jì)算出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度。由于光波頻率高于典型毫米波2-4個(gè)數(shù)量級(jí)，并且多普勒頻移正比于載波頻率，因此激光雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的靈敏度比毫米波雷達(dá)高2-4個(gè)數(shù)量級(jí)。多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)的出現(xiàn)使對(duì)全球大氣風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行直接三維風(fēng)場(chǎng)測(cè)量成為現(xiàn)實(shí)。
　　本文在對(duì)多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行深入分析與調(diào)研的基礎(chǔ)上，研究了多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)的基

2、本原理，提出了由光源為1.5μm波長的連續(xù)光激光器、聲光調(diào)制器、光電探測(cè)器等組成的相干探測(cè)測(cè)風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)。文章分析了系統(tǒng)各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)及選用的器件，包括發(fā)射端、大氣傳輸信道、接收端及信號(hào)處理部分。著重研究了大氣信道部分，提出大氣信道分層理論，并由此建立模型結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)模型及信道模型建立的基礎(chǔ)上，文章進(jìn)行了時(shí)域信號(hào)仿真，并得到相應(yīng)的頻域信號(hào)波形圖，得到系統(tǒng)的信噪比并分析了各參數(shù)對(duì)信噪比的影響。時(shí)域信號(hào)仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)原理的正確性，為實(shí)物系統(tǒng)搭

3、建奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　最后文章根據(jù)前面的理論分析和仿真結(jié)果，選擇系統(tǒng)關(guān)鍵器件，并對(duì)其性能參數(shù)如功率、線寬、增益等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。選定器件后，搭建系統(tǒng)，進(jìn)行了外場(chǎng)試驗(yàn)。成功探測(cè)到大氣后向散射回波信號(hào)，得到試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明在1km左右的距離內(nèi)可以明顯測(cè)得大氣徑向風(fēng)速，并且測(cè)風(fēng)精度為0.5m/s，距離精度為17m左右。
　　研究和試驗(yàn)結(jié)果表明，多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)方案正確，原理樣機(jī)可行，具有“晴空”探測(cè)能力、高空間分辨率