直接測風激光雷達研究.pdf

1、直接測風激光雷達是探測晴空風場精細結構的遙感工具，對于天氣預報、大氣動力學研究、航空風切變安全預警和國防應用都有重要的意義和顯著的應用前景。 多普勒激光測風雷達從工作原理上可分為相干和非相干(直接探測)兩種。論文中采用了雙通道Fabry-Perot(F-P)干涉儀直接探測系統，探測Mie散射回波信號?？紤]到大氣氣溶膠和分子的運動對發(fā)散激光束的作用，在低空，發(fā)射激光用1064nm時，大氣分子的Rayleigh散射回波信號幾乎為零，

2、氣溶膠的Mie散射信號相對較強，這給信號的探測帶來很大的方便。鑒頻系統是多普勒測風雷達的關鍵技術之一，能從探測光強度的變化分析出頻移量，其鑒頻能力會影響雷達測風的精度。本文分析了測風激光雷達的基本原理。直接探測方法中，邊緣技術將激光入射頻率鎖定在鑒頻器陡峭邊緣上，較小的頻移將導致較大的信號強度變化。 論文主要研究測風雷達的鑒頻系統，分析了針對低空氣溶膠散射信號的雙邊緣探測理論，然后仿真了F-P對激光束的透過率函數，根據不同F-P

3、的參數對系統靈敏度的影響選擇最適合的F-P參數，仿真鑒頻系統的鑒頻過程。分析了激光線寬，標準具表面質量等對系統鑒頻的影響，在現階段，我們采用的F-P雙通道是分開的獨立通道，為了提高其穩(wěn)定性能，進行改進，將兩個標準具固定在一個基板上，在受到環(huán)境干擾時它們的中心頻率漂移變化相同，于是可以保證標準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標準具的中心位置，采用了透過率反饋信號調制標準具腔長。最后對仿真后的數據進行了分析，選取合適