【摘要】：多普勒激光雷達(dá)是一種測風(fēng)雷達(dá),它通過測量大氣分子和氣溶膠運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多普勒頻移來實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的測量解決風(fēng)速測量時(shí)的精度問題是多普勒激光雷達(dá)發(fā)展過程中常被提及的問題。基于此,本文提出了一種激光工作點(diǎn)的鎖定方式和一種利用相位調(diào)制技術(shù)進(jìn)行多普勒頻移測量的探測方法。在激光工作點(diǎn)的鎖定方式方面,本文首先通過理論研究闡述工作點(diǎn)鎖定方式的工作原理,然后對基于Lab VIEW平臺(tái)編寫的PID控制程序進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,然后利用相關(guān)的整定方法對本文中使用的PI型控制器進(jìn)行參數(shù)的整定并將整定好的參數(shù)帶入控制系統(tǒng)中,能夠獲得0.75MHz的鎖定精度。在相位調(diào)制技術(shù)鑒頻方法方面,本文首先從理論上對相位調(diào)制技術(shù)鑒頻方法進(jìn)行詳細(xì)的闡述。該方法是利用空間相位調(diào)制器與F-P標(biāo)準(zhǔn)具進(jìn)行配合進(jìn)行頻移測量的,經(jīng)過相位調(diào)制器調(diào)制的信號光可以看成原頻帶與兩個(gè)相位相反的邊頻帶的形式,原頻帶對應(yīng)的F-P標(biāo)準(zhǔn)具的透過率不同,兩個(gè)邊頻帶經(jīng)過F-P標(biāo)準(zhǔn)具后,受到F-P標(biāo)準(zhǔn)具的影響不同,因此能夠通過對信號光中的調(diào)制分量進(jìn)行提取計(jì)算,得出此時(shí)的多普勒頻移。然后本文從仿真的角度上對相位調(diào)制技術(shù)鑒頻方法進(jìn)行了研究,針對鑒頻方法中的一些參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究,得出能夠提高相位調(diào)制技術(shù)鑒頻效率的參數(shù),并且基于仿真模型對米氏散射和瑞利散射在相位調(diào)制技術(shù)中的影響做了相關(guān)探究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)米氏散射光強(qiáng)在后向散射光強(qiáng)中占的比例越大,鑒頻效果越好。最后,本文從實(shí)驗(yàn)的角度對相位調(diào)制技術(shù)鑒頻方法進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括無目標(biāo)實(shí)驗(yàn)和有目標(biāo)的測量實(shí)驗(yàn),無目標(biāo)實(shí)驗(yàn)中針對一些參數(shù)對鑒頻效率的影響進(jìn)行對比分析,基于實(shí)驗(yàn)中使用的光學(xué)系統(tǒng)總結(jié)出了適合相位調(diào)制技術(shù)使用的相關(guān)參數(shù)。通過測量回波信號的形式對頻移進(jìn)行測量,并且證實(shí)在拍頻振幅零點(diǎn)附近的位置,測量誤差能夠保證在2MHz范圍內(nèi)。
【圖文】：

GLOW車載測風(fēng)激光雷達(dá)[2]

MasaharuImak 等人提出了利用直接探測多普勒激光雷達(dá)對對流層風(fēng)場進(jìn)行測量的方法，光路圖如圖1-2 所示[7]，他們通過米氏散射測量對流層較低部分的風(fēng)速，，而用瑞利散射測量對
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN958.98

【參考文獻(xiàn)】

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1 杜麗芳;楊國韜;程學(xué)武;王繼紅;岳川;陳林祥;;基于多普勒測風(fēng)激光雷達(dá)的鎖頻系統(tǒng)與激光測速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];紅外與激光工程;2015年09期

2 刁偉峰;劉繼橋;竹孝鵬;劉源;張鑫;陳衛(wèi)標(biāo);;全光纖相干多普勒激光雷達(dá)非線性最小二乘風(fēng)速反演方法及實(shí)驗(yàn)研究[J];中國激光;2015年09期

3 上官明佳;夏海云;華政宇;岑曄濤;王沖;裘家偉;舒志峰;竇賢康;;瑞利多普勒測風(fēng)激光雷達(dá)的頻率標(biāo)定方法[J];強(qiáng)激光與粒子束;2015年01期

4 沈法華;夏益祺;於愛愛;劉成林;;基于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具四邊緣技術(shù)的雙頻率多普勒激光雷達(dá)研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2014年10期

5 鄭俊;董吉輝;趙明;謝晨波;伯廣宇;劉博;;532nm多普勒激光雷達(dá)中F-P標(biāo)準(zhǔn)具的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

6 關(guān)塞;楊國韜;程學(xué)武;常岐海;楊勇;岳川;龔少華;;瑞利散射激光雷達(dá)強(qiáng)光感生噪聲修正的新方法及大氣溫度探測[J];中國激光;2014年07期

7 沈法華;舒志峰;孫東松;王忠純;薛向輝;陳廷娣;竇賢康;;瑞利散射多普勒激光雷達(dá)風(fēng)場反演方法[J];物理學(xué)報(bào);2011年06期

8 舒志峰;唐磊;董吉輝;沈法華;孫東松;竇賢康;CHA H K;;用于測風(fēng)激光雷達(dá)的三通道法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具性能分析[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

9 蔣立輝;閆樸;孫東松;唐磊;董晶晶;沈法華;馮帥;;測風(fēng)激光雷達(dá)中F-P標(biāo)準(zhǔn)具頻率跟蹤方案及實(shí)現(xiàn)[J];激光與紅外;2010年01期

10 沈法華;顧江;董晶晶;楊洋;孫東松;;瑞利散射多普勒測風(fēng)激光雷達(dá)的校準(zhǔn)[J];強(qiáng)激光與粒子束;2008年06期

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1 李黃;郭金家;;星載激光多普勒測風(fēng)雷達(dá)發(fā)展研究[A];中國氣象學(xué)會(huì)2006年年會(huì)“氣象雷達(dá)及其應(yīng)用”分會(huì)場論文集[C];2006年

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1 高健;多普勒激光雷達(dá)單縱模穩(wěn)頻激光脈沖鑒別技術(shù)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

2 馮長中;基于碘分子濾波器的測風(fēng)激光雷達(dá)反演算法優(yōu)化研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

本文編號：2590178