苏州耐用毫米波测风雷达设计

雷达测风是通过雷达追踪携带反射靶或应答器的探空气球，测定仰角、方位角和斜距以推导高空风场数据的大气探测技术，主要分为一次雷达测风和二次雷达测风两类。前者利用目标反射信号定位，后者通过无线电**模式提升测距效率，其探测数据可改善数值天气预报模式精度 [1] [4] [7]。风廓线雷达作为一次雷达变种，利用大气湍流散射实现晴空探测，可获取时间和空间分辨率达“分钟级、百米级”的风速、风向及垂直气流数据 [2] [5-6]。现代技术发展出激光测风雷达，采用多普勒相干探测原理解析气溶胶运动频移信号，测量精度达风速＜0.6米/秒、风向＜7°，并可通过扫描机构构建时空模型合成三维风场 [3] [8-9]。毫米波测风雷达利用湍流反射毫米波实现10-300米风场精细化测量 [10]。漂浮式激光雷达进一步扩展了海上风能资源测量应用，具备自定义测量层和浮标平台稳定性设计 [11]。功能扩展：除风速风向外，可输出回波功率信息，辅助叶片前缘侵蚀监测。苏州耐用毫米波测风雷达设计

激光器采用先进的高重复率的二极管泵浦固体激光器, 工作波长为1.54μm , 对人眼安全。激光雷达系统包括两个部分:传感器和电子单元。传感器包括发射机、接收机和扫描器及其它光学部分;电子单元包括:计算机、数据采集和视频硬件部分、计时电路、电源、冷却部分等, 同时有一个地面站配备工作站和视频设备协助进行信号处理。 [5]激光在直升机前方进行大范围扫描, 扫描器由两个双楔形硅棱镜组成, 一个光楔旋转形成圆形扫描光斑, 另一个光楔前后振动以移动圆形扫描光斑。扫描器有效孔径为8 .2m(2.5f t)。张家港特种毫米波测风雷达厂家直销现场可编程门阵列（FPGA）芯片对回波信号进行实时处理。

微波雷达由于存在各种地物回波的影响，低空存在有一定区域的盲区（无法探测的区域）。而对于激光雷达来说，只有被照射的目标才会产生反射，完全不存在地物回波的影响，因此可以“零高度”工作，低空探测性能较微波雷达强了许多。（4）体积小、质量轻通常普通微波雷达的体积庞大，整套系统质量数以吨记，光天线口径就达几米甚至几十米。而激光雷达就要轻便、灵巧得多，发射望远镜的口径一般只有厘米级，整套系统的质量**小的只有几十公斤，架设、拆收都很简便。而且激光雷达的结构相对简单，维修方便，操纵容易，价格也较低。

激光雷达使用InGaAs 雪崩二极管探测器, 噪声等效功率NEP =0 .8 ×10-8W , **小可探测信号功率MDP =1 .5 ×10-7W , 完成了距离成像的实验, 距离分辨率为0 .25m , 最大距离为2km 。与此同时, 美国Fibertek公司研制用于直升机防撞的样机, 激光波长为1.54μm , 脉冲重复频率为15kHz , 脉冲能量为100μJ , 脉冲宽度为5ns , 扫描方式采用圆周平移扫描, 已在直升机上进行了两次试验。对要求中等以上功率的应用而言, 二极管激光泵浦固体激光主动成像雷达有很大的应用前景。这种固体激光主动成像雷达有输出功率高、脉冲重复频率高、体积小、质量轻、可靠性高等优点。另外应用可调谐固体激光器和倍频固体激光的波长可调, 又开辟了许多新的应用领域。虽然DPL 激光成像雷达的发展历史还很短, 但其发展潜力是不容置疑的. [2]精度指标：风速误差≤0.1m/s，风向误差≤1°，数据有效率超99%。

二次雷达二次雷达配备“无线电回答器”，接收雷达发射的“询问”脉冲后回以“回答”脉冲，这样的**方式解决了一次雷达耗能大、测距短的缺点，因此在目前业务中主要使用的是二次雷达。二次雷达追踪的目标是有源的，即指目标物具有发射无线电波的能力，其测风就是通过追踪气象气球携带的回答器来实现的。二次雷达具有探测精度高、采样速率快、使用方便等特点，实现高空气象探测仪器的数字化和自动化。雷达分类激光雷达按工作方式可分为脉冲激光雷达和连续波激光雷达，根据探测技术的不同，可以分为：直接探测型激光雷达和相干探测型激光雷达，按应用范围可分为：靶场测量激光雷达（武器实验测量）火控激光雷达（控制射击武器自动实施瞄准与发射）跟踪识别激光雷达（制导、侦查、预警、水下目标探测），激光雷达引导（航天器交汇对接、障碍物回避）、大气测量激光雷达（云层高度、大气能见度、风速、大气中物质的成分和含量）。激光雷达的主要应用于跟踪，成像制导，三维视觉系统，测风，大气环境监测，主动遥感等方向通过测量发射信号与回波的时间差（飞行时间）计算距离，结合多普勒效应测速，实现24小时连续监测。太仓信息化毫米波测风雷达报价

环境监测：监测污染物扩散和气候变化。苏州耐用毫米波测风雷达设计

二极管泵浦固体激光成像雷达（Diode-pumped solid state laser radar）是以半导体激光二极管泵浦的固体激光器为**器件，集发射机、接收机和扫描器于一体的主动探测系统。其采用高重复频率激光器与雪崩二极管探测器，具备体积小、无需制冷的特性，支持扫描与非扫描成像模式，波长范围覆盖1μm和2μm至3μm，典型应用包括Nd:YAG、Nd:YLF等激光器类型 [1-2]。该技术始于20世纪80年代末，90年代美国林肯实验室研制的火池测距雷达实现了2kW峰值功率、2km探测距离及0.25m分辨率。Fibertek公司开发的直升机防撞系统采用1.54μm波长激光器，设置15kHz脉冲重复频率与5ns脉宽，通过圆周平移扫描识别高压电缆等障碍物 [2] [5]。***领域主要应用于巡航导弹精确制导、弹道测风雷达风速测量，民用领域覆盖机器人视觉、环境污染监测等场景 [1] [3-4]。苏州耐用毫米波测风雷达设计

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