您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:棋牌游戏网 > 测风 >

抓不住的风那些年轮番上阵的相干测风激光雷达_激光网新闻器半导

发布时间:2019-06-10 02:20 来源:未知 编辑:admin

  对流层风场、大气退偏比等参数是风能源开发供应、航空安全、大型建筑物和重大工程安全设计、城市规划和防灾管

  对流层风场、大气退偏比等参数是风能源开发供应、航空安全、大型建筑物和重大工程安全设计、城市规划和防灾管理等的重要参数,也是大气污染物稀释、扩散、输送的重要参数。目前,使用基于米氏散射原理的相干多普勒测风激光雷达,可以实现从地面到对流层无盲区的大气参数观测,并且具有高精度、高分辨率、大探测范围等优点,成为国际研究的重点。

  目前,美国航空航天局(NASA)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)、美国洛克希德马丁公司(LMCT)、美国雷神公司(Raytheon)、日本三菱公司、法国Leosphere公司等相继开展了理论和实验研究,并进行了商业化样机的研制。

  国内相干激光雷达主要研究单位包括中国科学技术大学(USTC)、中国电子科技集团公司第二十七研究所(CETC27)、中国科学院上海光学精密机械研究所(SIOM)、哈尔滨工业大学(HIT)、中国海洋大学(OUC)、北京理工大学(BIT)等。

  全光纤相干多普勒测风激光雷达系统可以分为激光光源模块、发射接收模块及后期的信号处理模块。

  1)相干探测采取拍频的方式将后向散射信号放大,理论上信噪比可达到量子噪声极限;

  2)相干激光雷达要求本振光及信号光的波前匹配,因此相干激光雷达对背景噪声、探测器噪声具有抑制作用,可实现在无滤波器条件下的连续观测;

  3)相干测风激光雷达无需光学鉴频器,接收光路简单,对温度梯度、应力梯度不敏感;

  4)随着激光波长的增加,单光子能量E0=h逐渐减小(其中h为普朗克常量),从而导致探测难度增加。与直接探测采用价格昂贵的超导探测器、上转换探测器等相比,相干探测常采用平衡探测器,缩减了系统成本。

  相干激光雷达波长选取时要考虑到:1)大气透过率;2) 人眼安全,激光增益介质;3)光纤损耗;4)天空背景辐射。

  相干激光雷达波长主要集中在1.5 m和2.0 m,同时1.5 m波段为通信波段,各种光器件比较成熟,使得1.5 m成为目前的主流波段。

  CO2激光器具有高能量转化效率、稳定的单频率激光输出、高能量的脉冲和连续波输出、大气透射窗口好、人眼安全的激光波长等特点,被相干雷达系统大规模使用。

  第一台基于连续波(CW)CO2激光器的相干多普勒测风激光雷达由NASA的Huffaker研制成功。1968年,Raytheon和NASA合作对该系统进行升级,解决了大风速情况下系统失能的问题,并用于实现几百米高空情况下由飞机产生的涡流和大气边界层内风场的探测。英格兰的Vaughan课题组使用基于CW CO2相干多普勒测风激光雷达系统实现了对气溶胶后向散射的探测。

  1970年代,美国雷神公司成功研制出脉冲式CO2相干多普勒测风激光雷达,并将其用于商业航班路线激光雷达,对大气风场进行了测量,并和风速计、气球及微波雷达的测量结果进行了比较。

  1980年代,为了进一步缩小激光器体积并增加激光器的功率,横向激励气体(TEA)激光器开始被使用,基于TEA技术,激光单脉冲能量可达到100 mJ。1980年代中期,美国的Hardensty课题组及其他机载测风项目的课题组,开始使用单脉冲能量1 J,脉冲重复频率20 Hz的脉冲式CO2激光器作为相干多普勒测风激光雷达的光源。

  美国大气研究中心(NCAR)的Mayor等和加州理工大学的Kavaya等使用波长为9.25 m和10.6m的TEA CO2相干多普勒测风激光雷达开展了大气折射率结构常数、湍流和大气后向散射参数测量的相关工作。法国国家科学院(CNRS)的Flamant和德国航空太空中心(DLR)的Werner课题组合作进行了基于TEA CO2激光器的机载脉冲式相干多普勒测风激光雷达的研究。

  随着Nd:YAG激光器发展,1985年,斯坦福大学的Kane课题组研发了基于Nd:YAG激光器的1.06 m波长相干多普勒测风激光雷达,该系统实现了600 m风场和2.7 km的云层探测。

  1988年,Kavaya等研发出了1.06 m波长的相干多普勒测风激光雷达系统,该雷达实现了3.75 km的水平风场探测距离。

  随后,在美国相干技术公司(CTI)、NASA马歇尔太空飞行中心(MSFC)和NASA兰利研究中心(LaRC)的共同合作下,该系统的脉冲能量升级为1 J,脉冲重复频率为10 Hz,在肯尼迪宇航中心(KSC),为发现者号航天飞机发射和着陆过程提供气象保障,实现了地表到26 km高度的风场探测。考虑到人眼安全,1.06 m逐渐被1.5 m和2.0 m波长取代。

  凡光粒网注明来源:光粒网或来源:的作品,包括但不限于本网刊载的所有与光粒网栏目内容相关的文字、图片、图表、视频等网上内容,版权属于光粒网和/或相关权利人所有,任何媒体、网站或个人未经光粒网书面授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品;已经书面授权的,应在授权范围内使用,并注明来源:光粒网。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。

  【免责申明】本文仅代表作者个人观点,与光粒网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

http://gildagilda.com/cefeng/76.html
锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有