14535.machzehnder干涉儀測風激光雷達系統(tǒng)設計與實驗研究

1、分類號UDC密級學號1108040249碩士學位論文碩士學位論文MachZehnder干涉儀測風激光雷達干涉儀測風激光雷達系統(tǒng)設計與實驗研究系統(tǒng)設計與實驗研究邢美麗邢美麗學科門類：工學學科門類：工學學科名稱：測試計量技術及儀器學科名稱：測試計量技術及儀器指導教師：華燈鑫教授指導教師：華燈鑫教授汪麗副教授汪麗副教授申請日期：申請日期：2014年3月摘要I論文題目：論文題目：MachZehnder干涉儀測風激光雷達系統(tǒng)設計與實驗研究學科名稱

2、：測試計量技術及儀器研究生：邢美麗簽名：干涉儀測風激光雷達系統(tǒng)設計與實驗研究學科名稱：測試計量技術及儀器研究生：邢美麗簽名：指導教師：華燈鑫教授簽名：指導教師：華燈鑫教授簽名：汪麗副教授簽名：汪麗副教授簽名：摘要摘要大氣風場的探測對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、氣候研究等應用領域都有非常重要的作用。多普勒測風激光雷達作為主動探測大氣風場的重要手段，具有高時空分辨率的特點，主要包括相干探測和直接探測。目前直接探測技術是國內(nèi)外研究的熱點。論文選用M

3、achZehnder干涉儀作為測風激光雷達系統(tǒng)的鑒頻器，分別對能量探測和條紋探測兩種探測方式下的MachZehnder干涉儀測風激光雷達系統(tǒng)風速探測原理進行了分析，優(yōu)化基于MachZehnder干涉儀的測風激光雷達系統(tǒng)。重點分析了激光發(fā)射系統(tǒng)、鑒頻系統(tǒng)以及特定風速誤差范圍內(nèi)允許的MachZehnder干涉儀參數(shù)誤差容限。根據(jù)標準大氣模型，對所設計MachZehnder干涉儀測風激光雷達系統(tǒng)靈敏度、信噪比、風速誤差進行仿真分析，為實驗系統(tǒng)

4、的搭建做好理論基礎。針對本課題采用的MachZehnder干涉儀光路分布，提出了一種便于調節(jié)、有效的MachZehnder干涉儀調節(jié)方法。通過能量探測和條紋探測兩種方式進行鑒頻驗證。能量探測方式下，對多普勒頻移量以及風速進行了反演分析；條紋探測采用工業(yè)照相機對干涉條紋進行拍攝，并對拍攝到的圖像進行圖像數(shù)值分析；兩種方法均可證明所搭建的鑒頻系統(tǒng)可以用于測風激光雷達系統(tǒng)。針對實驗中搭建的測風激光雷達系統(tǒng)，采用模擬風速系統(tǒng)產(chǎn)生線速度（最大線速