直接探测多普勒测风激光雷达

2012-08-30 09:45:27来源: 21ic

引 言

风是研究大气动力学和气候变化的一个重要参量,利用风的数据,可以获得大气的变化,并预见其改变,促进人类对能量、水、气溶胶、化学和其它空气物质圈的了解,提高气象分析和预测全球气候变化的能力。目前的风场数据主要来源于无线电探空测风仪、地面站、海洋浮标、观测船、飞行器以及卫星,它们在覆盖范围和观测频率上都存在很大限制。对全球进行直接三维风场测量已经提到日程上来,世界气象组织提出了全球范围的高分辨率大气风场数据的迫切需要,迄今为止,多普勒测风激光雷达是唯一能够获得直接三维风场廓线的工具,具有提供全球所需数据的发展潜力[1]。

激光雷达是探测大气的有力工具,随着激光技术、光学机械加工技术、信号探测、数据采集以及控制技术的发展,激光雷达技术的发展也日新月异。多普勒测风激光雷达具有实用性、高分辨率和三维观测等优点,是其它探测手段难以比拟的[2, 3, 4]。

新研制的1064 nm直接探测多普勒测风激光雷达,利用双边缘技术对对流层三维风场进行探测[5]。本文介绍了该激光雷达

的总体结构及其各部分的功能,并对其探测对流层风场的初步结果进行了分析和讨论。

1 总体结构和技术参数

1064 nm直接探测多普勒测风激光雷达从整体上由激光发射单元、二维扫描单元,回波信号接收单元、信号探测和数据采集单元及控制单元五部分组成,其结构示意图和外观照片分别见图1和图2,主要的技术参数见表1。

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激光发射单元、回波信号接收单元、信号探测和数据采集单元放置在光学平台上,保证其光学稳定性。Nd:YAG激光器的中心波长是1064 nm,工作在此波长,可以有较大的激光输出功率,并且气溶胶的后向散射截面比较大。脉冲重复频率为50 Hz,可以节省探测的时间,能捕捉短时间内风速的变化,有利于提高风速探测的准确度。同时,激光器内部注入种子激光可以保证激光器的频率稳定。

[1] [2] [3]

关键字:直接探测  多普勒  测风激光雷达

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0830/article_5800.html
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