直接測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)研究.pdf

1、直接測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)是探測(cè)晴空風(fēng)場(chǎng)精細(xì)結(jié)構(gòu)的遙感工具，對(duì)于天氣預(yù)報(bào)、大氣動(dòng)力學(xué)研究、航空風(fēng)切變安全預(yù)警和國(guó)防應(yīng)用都有重要的意義和顯著的應(yīng)用前景。 多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)從工作原理上可分為相干和非相干(直接探測(cè))兩種。論文中采用了雙通道Fabry-Perot(F-P)干涉儀直接探測(cè)系統(tǒng)，探測(cè)Mie散射回波信號(hào)?？紤]到大氣氣溶膠和分子的運(yùn)動(dòng)對(duì)發(fā)散激光束的作用，在低空，發(fā)射激光用1064nm時(shí)，大氣分子的Rayleigh散射回波信號(hào)幾乎為零，

2、氣溶膠的Mie散射信號(hào)相對(duì)較強(qiáng)，這給信號(hào)的探測(cè)帶來(lái)很大的方便。鑒頻系統(tǒng)是多普勒測(cè)風(fēng)雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)之一，能從探測(cè)光強(qiáng)度的變化分析出頻移量，其鑒頻能力會(huì)影響雷達(dá)測(cè)風(fēng)的精度。本文分析了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的基本原理。直接探測(cè)方法中，邊緣技術(shù)將激光入射頻率鎖定在鑒頻器陡峭邊緣上，較小的頻移將導(dǎo)致較大的信號(hào)強(qiáng)度變化。 論文主要研究測(cè)風(fēng)雷達(dá)的鑒頻系統(tǒng)，分析了針對(duì)低空氣溶膠散射信號(hào)的雙邊緣探測(cè)理論，然后仿真了F-P對(duì)激光束的透過(guò)率函數(shù)，根據(jù)不同F(xiàn)-P

3、的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)靈敏度的影響選擇最適合的F-P參數(shù)，仿真鑒頻系統(tǒng)的鑒頻過(guò)程。分析了激光線寬，標(biāo)準(zhǔn)具表面質(zhì)量等對(duì)系統(tǒng)鑒頻的影響，在現(xiàn)階段，我們采用的F-P雙通道是分開的獨(dú)立通道，為了提高其穩(wěn)定性能，進(jìn)行改進(jìn)，將兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具固定在一個(gè)基板上，在受到環(huán)境干擾時(shí)它們的中心頻率漂移變化相同，于是可以保證標(biāo)準(zhǔn)具的頻譜中心間隔不受干擾。為了確保出射激光頻率在雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具的中心位置，采用了透過(guò)率反饋信號(hào)調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)具腔長(zhǎng)。最后對(duì)仿真后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，選取合適