直接探測激光測風雷達控制系統(tǒng)研究.pdf

1、激光測風雷達是有效測量大氣風速的一種工具,它利用氣溶膠粒子和大氣分子散射光的多普勒頻移來測量風速。為實現(xiàn)大氣三維風場的測量,需要雷達系統(tǒng)的各個部分的精密協(xié)同與配合。基于此,本文開發(fā)了LabVIEW軟件為平臺的控制系統(tǒng)。
　　對控制系統(tǒng)各個硬件卡進行硬件的控制開發(fā),并作為一個子硬件模塊,便于雷達系統(tǒng)各部分的調(diào)用。根據(jù)雷達系統(tǒng)各部分所實現(xiàn)的不同功能,開發(fā)各自的功能模塊,完成獨自的任務。這些功能模塊主要包括:收發(fā)同軸調(diào)整、二維轉臺掃描、

2、工作點掃描、工作點鎖定以及微弱信號檢測與處理。依據(jù)雷達的工作流程,將各個功能模塊有序的組合起來,讓激光雷達能夠快速、精準的運轉。
　　本文著重對工作點鎖定、回波信號檢測與處理兩部分進行了較深入研究。工作點的漂移會對激光雷達信號的測量帶來相當大的誤差,對此本文開發(fā)了一種PI型控制器。研究分析了參數(shù)整定的幾種方法,確定最佳整定參數(shù)。應用此PI型控制器進行了工作點鎖定實驗,獲得了0.5MHz的鎖定精度,較好的滿足了雷達系統(tǒng)1MHz的指標

3、要求。
　　回波信號的檢測與處理關系到采集信號的準確性,并影響到雷達系統(tǒng)的工作時序。將回波信號分成了模擬段和光子計數(shù)段分別處理,克服回波信號隨距離衰減較快的不利因素,增加探測距離。單一徑向方向上回波信號的多次測量,消除了噪聲的影響;采用光子數(shù)累加的方式,能夠更加準確的反映遠場回波信號的強度?；诖?開發(fā)了回波信號檢測與預處理系統(tǒng),實現(xiàn)回波信號的單次測量與單次處理,減少了不必要的大量回波信號數(shù)據(jù)的存儲,有利于提高雷達工作的效率。最后