姑蘇區(qū)質(zhì)量毫米波測風(fēng)雷達設(shè)計

來源: 發(fā)布時間:2025-10-02

二極管泵浦固體激光成像雷達(Diode-pumped solid state laser radar)是以半導(dǎo)體激光二極管泵浦的固體激光器為**器件,集發(fā)射機、接收機和掃描器于一體的主動探測系統(tǒng)。其采用高重復(fù)頻率激光器與雪崩二極管探測器,具備體積小、無需制冷的特性,支持掃描與非掃描成像模式,波長范圍覆蓋1μm和2μm至3μm,典型應(yīng)用包括Nd:YAG、Nd:YLF等激光器類型 [1-2]。該技術(shù)始于20世紀(jì)80年代末,90年代美國林肯實驗室研制的火池測距雷達實現(xiàn)了2kW峰值功率、2km探測距離及0.25m分辨率。Fibertek公司開發(fā)的直升機防撞系統(tǒng)采用1.54μm波長激光器,設(shè)置15kHz脈沖重復(fù)頻率與5ns脈寬,通過圓周平移掃描識別高壓電纜等障礙物 [2] [5]。***領(lǐng)域主要應(yīng)用于巡航導(dǎo)彈精確制導(dǎo)、彈道測風(fēng)雷達風(fēng)速測量,民用領(lǐng)域覆蓋機器人視覺、環(huán)境污染監(jiān)測等場景 [1] [3-4]。單臺設(shè)備覆蓋傳統(tǒng)3-5座測風(fēng)塔功能,投資回收期縮短至2年內(nèi)。姑蘇區(qū)質(zhì)量毫米波測風(fēng)雷達設(shè)計

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用激光器作為發(fā)射光源,采用光電探測技術(shù)手段的主動遙感設(shè)備。激光雷達是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進探測方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器,如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴束單元等組成;接收系統(tǒng)采用望遠鏡和各種形式的光電探測器,如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等組合。激光雷達采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式,探測方法按照探測的原理不同可以分為米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射、熒光、多普勒等激光雷達。姑蘇區(qū)質(zhì)量毫米波測風(fēng)雷達設(shè)計通過測量發(fā)射信號與回波的時間差(飛行時間)計算距離,結(jié)合多普勒效應(yīng)測速,實現(xiàn)24小時連續(xù)監(jiān)測。

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雷達測風(fēng)是通過雷達追蹤攜帶反射靶或應(yīng)答器的探空氣球,測定仰角、方位角和斜距以推導(dǎo)高空風(fēng)場數(shù)據(jù)的大氣探測技術(shù),主要分為一次雷達測風(fēng)和二次雷達測風(fēng)兩類。前者利用目標(biāo)反射信號定位,后者通過無線電**模式提升測距效率,其探測數(shù)據(jù)可改善數(shù)值天氣預(yù)報模式精度 [1] [4] [7]。風(fēng)廓線雷達作為一次雷達變種,利用大氣湍流散射實現(xiàn)晴空探測,可獲取時間和空間分辨率達“分鐘級、百米級”的風(fēng)速、風(fēng)向及垂直氣流數(shù)據(jù) [2] [5-6]?,F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展出激光測風(fēng)雷達,采用多普勒相干探測原理解析氣溶膠運動頻移信號,測量精度達風(fēng)速<0.6米/秒、風(fēng)向<7°,并可通過掃描機構(gòu)構(gòu)建時空模型合成三維風(fēng)場 [3] [8-9]。毫米波測風(fēng)雷達利用湍流反射毫米波實現(xiàn)10-300米風(fēng)場精細化測量 [10]。漂浮式激光雷達進一步擴展了海上風(fēng)能資源測量應(yīng)用,具備自定義測量層和浮標(biāo)平臺穩(wěn)定性設(shè)計 [11]。

二極管泵浦固體激光雷達的研究始于80 年代末, 90 年代的后期得到了迅猛發(fā)展。應(yīng)用比較成功的如林肯實驗室的火池測距二極管泵浦Nd :YAG 激光雷達。二極管泵浦固體激光雷達已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大氣測污、大氣風(fēng)場測量、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。文中主要介紹二極管泵浦固體激光雷達在精確制導(dǎo)、風(fēng)速測量及直升機防撞等方面的應(yīng)用及研究進展。 [2]80 年代后期, 隨著二極管泵浦固體激光器(DPL)的發(fā)展, 固體激光器**提高了效率和重復(fù)頻率, 克服了熱效應(yīng)等缺點, 實現(xiàn)單模穩(wěn)定運轉(zhuǎn), 高穩(wěn)頻, 高功率, 高效率和高光束質(zhì)量, 并使器件向小型化發(fā)展。前期勘測:替代傳統(tǒng)測風(fēng)塔,降低30%勘測成本,縮短20%周期。

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晴空回波:在大氣中的無云區(qū)或很小粒子所組成的云區(qū)探測到回波。氣象條件兩種:一是大氣中存在折射指數(shù)不均勻的區(qū)域,即湍流大氣造成了對雷達波的散射;二是分層大氣中存在折射指數(shù)垂直梯度很大的區(qū)域,即大氣對雷達波造成了鏡式反射。雷達(Radar,即 radio detecting and ranging),意為無線電搜索和測距。它是運用各種無線電定位方法,探測、識別各種目標(biāo),測定目標(biāo)坐標(biāo)和其它情報的裝置。其中,天線是雷達實現(xiàn)大空域、多功能、多目標(biāo)的技術(shù)關(guān)鍵之一;信號處理器是雷達具有多功能能力的**組件。功耗與成本:功耗低于50W,成本較傳統(tǒng)激光雷達降低40%,支持大規(guī)模部署。相城區(qū)特種毫米波測風(fēng)雷達廠家電話

測風(fēng)雷達是一種用于測量大氣風(fēng)速和風(fēng)向的雷達設(shè)備。姑蘇區(qū)質(zhì)量毫米波測風(fēng)雷達設(shè)計

之后,空載激光掃瞄儀隨即發(fā)展相當(dāng)快速,約從1995年開始商業(yè)化,已有10多家廠商生產(chǎn)空載激光掃瞄儀,可選擇的型號超過30種(Baltsavias-1999)。研發(fā)空載激光掃瞄儀的原始目的是觀測多重反射(multiple echoes)的觀測值,測出地表及樹頂?shù)母叨饶P?。由于其高度自動化及精確的觀測成果用空載激光掃瞄儀為主要的DTM生產(chǎn)工具。研發(fā)進程美國諾斯羅普公司為美國**高級研究計劃局研制的ALARMS機載水雷探測系統(tǒng),具有自動、實時檢測功能和三維定位能力,定位分辨率高,可以24小時工作,采用卵形掃描方式探測水下可疑目標(biāo)。姑蘇區(qū)質(zhì)量毫米波測風(fēng)雷達設(shè)計

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