直接探測激光雷達(dá)準(zhǔn)直和調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、直接測風(fēng)激光雷達(dá)是探測晴空風(fēng)場精細(xì)結(jié)構(gòu)的遙感工具，對于天氣預(yù)報(bào)、大氣動(dòng)力學(xué)研究、航空風(fēng)切變安全預(yù)警和國防應(yīng)用都有重要的意義和顯著的應(yīng)用前景。
　　多普勒激光測風(fēng)雷達(dá)從工作原理上可分為相干和非相干（直接探測）兩種。本文分析了測風(fēng)激光雷達(dá)的基本原理。在此基礎(chǔ)上論證了發(fā)散角的大小對鑒頻精度的影響，并在實(shí)驗(yàn)中測量了幾種不同發(fā)散角光束掃描F-P標(biāo)準(zhǔn)具的透過率曲線，結(jié)果表明當(dāng)入射光斑大小相同時(shí)，發(fā)散角越小，其對應(yīng)的精細(xì)度越高，鑒頻精度越高，因

2、此需要對光束發(fā)散角進(jìn)行壓縮。同時(shí)光斑越小對鑒頻越有利。為了滿足雷達(dá)系統(tǒng)測風(fēng)精度，需要將回波信號發(fā)散角壓縮到1mrad以下，同時(shí)在0-3m的工作距離內(nèi)使光斑尺寸小于10mm。為了方便光路調(diào)整同時(shí)考慮到耦合效率，望遠(yuǎn)鏡回波信號需要導(dǎo)入多模光纖后再進(jìn)行準(zhǔn)直。由于單透鏡的準(zhǔn)直區(qū)域要想有好的準(zhǔn)直效果就要求透鏡焦距f'較大，用單透鏡準(zhǔn)直必然用長焦距透鏡，同時(shí)還要滿足入射束腰位于透鏡的前焦點(diǎn)處，這必然導(dǎo)致準(zhǔn)直系統(tǒng)尺寸太大。另外，單透鏡的變換能力有限，

3、一般不適用準(zhǔn)直區(qū)域很大的變換。使用正負(fù)透鏡組的離焦系統(tǒng)可以很好的解決這個(gè)問題。我們使信號光束進(jìn)行離焦系統(tǒng)擴(kuò)束前先用一個(gè)直徑小，焦距短，便于集成的自聚焦透鏡先進(jìn)行一級準(zhǔn)直，這樣使光束進(jìn)入離焦系統(tǒng)擴(kuò)束時(shí)光斑尺寸不會(huì)太大，又減小了離焦系統(tǒng)擴(kuò)束倍率，使得加工方便。
　　雷達(dá)系統(tǒng)工作之前，首先要調(diào)整出射激光束與望遠(yuǎn)鏡光軸的一致性，使得接收到的回波信號最強(qiáng)。本文設(shè)計(jì)了一種基于matlab圖像處理的自動(dòng)準(zhǔn)直系統(tǒng)，對調(diào)整的結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，表明結(jié)