太仓特种毫米波测风雷达设计

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]功率预测：结合数值天气预报（NWP），将预测误差从15%降至8%以内。太仓特种毫米波测风雷达设计

测云雷达主要用来探测云滴直径较小，尚未形成降水的低云和中云，测量其顶部和底部高度及内部物理特征，如空中有多层云存在时，还能测出云的层次。由于云滴比降水粒子小得多，而云滴对电磁波的后向散射能力与云滴直径的6次方成正比，与雷达波长的4次方成反比，因此测云雷达的工作波长均较短，常用的为1.25厘米和0.86厘米。测云雷达的工作原理与测雨雷达相似。其天线结构简单，多数垂直向上。通常采用A式或R式距离显示器，用照相或记录器记录回波。江苏质量毫米波测风雷达批量定制雷达接收器接收到这些散射回波，并通过分析回波信号的频率变化（多普勒频移）来计算风速和风向。

激光雷达缺点首先，工作时受天气和大气影响大。激光一般在晴朗的天气里衰减较小，传播距离较远。而在大雨、浓烟、浓雾等坏天气里，衰减急剧加大，传播距离大受影响。如工作波长为10.6μm的co2激光，是所有激光中大气传输性能较好的，在坏天气的衰减是晴天的6倍。地面或低空使用的co2激光雷达的作用距离，晴天为10—20千米，而坏天气则降至1 千米以内。而且，大气环流还会使激光光束发生畸变、抖动，直接影响激光雷达的测量精度。其次，由于激光雷达的波束极窄，在空间搜索目标非常困难，直接影响对非合作目标的截获概率和探测效率，只能在较小的范围内搜索、捕获目标，因而激光雷达较少单独直接应用于战场进行目标探测和搜索。

美国空军和海军联合完成了一项研究计划, 即DASSL , 该计划主要是开发和验证激光雷达自动寻的弹头技术和自主目标跟踪算法, 为空军的小型灵巧**技术和海军的先进巡航导弹技术服务 [3]。怀特实验室从20 世纪80 年代就开始进行这一方面的研究, 这些计划分别为巡航导弹先进制导技术(CMAG)、LADAR 应用研究技术(LADAPS)和战术雷达自动寻的弹头技术(TLS), ***一个计划是先进激光雷达系统技术, 即ATLAS 计划。ATLAS 计划成功地用CO2 激光雷达对不同类型目标的自动跟踪算法进行实验验证。不受雨雾、霜冻、光照强度影响，可在雷暴、浓雾等恶劣天气下稳定工作。

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]。航空：帮助航空公司和机场管理风速和风向信息，提高飞行安全。江苏质量毫米波测风雷达批量定制

与光学测风仪器相比，毫米波雷达不受天气条件的限制，可以在雨、雾等恶劣天气下正常工作。太仓特种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)。太仓特种毫米波测风雷达设计

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