1550nm全光纤相干多普勒激光测风雷达研究

发布时间：2020-05-31 00:44

【摘要】：随着光纤在通信领域的应用,越来越多的光通信设备出现在我们的生活中,也促进了其他领域向光纤化的发展。激光测风雷达系统,作为一种通信系统也出现了全光纤化的系统,最近不断报道各种全光纤激光测风雷达的产品和研究。世界具有巨大的风能,风力发电处于逐年快速增长的状态,目前用于风力发电的激光测风雷达系统价格极其昂贵,这也限制了风力发电厂测风雷达系统的大量使用,因此研究一种价格低廉的全光纤激光测风雷达具有重大意义,不仅能够在风力发电厂大量使用测风雷达,同时可以提高风能利用率,这也是本课题的出发点和研究目的所在。本文主要研究用于测量0到100米的近距离范围大气风场的全光纤激光测风雷达。首先对相干激光测风雷达国内外研究进展进行综述和分析,通过对相干激光测风雷达国内外研究进展分析可知1550nm相干激光测风雷达具有巨大的应用价值。然后详述了相干激光测风雷达的测风原理,包括多普勒效应和相干探测原理,接着对相干激光测风雷达系统的结构进行分析,通过一般性的理论分析和对比把课题设计的亮点展现出来,之后对整个系统进行了模型分析并详细介绍了不使用声光移频器的相干激光测风雷达系统,新激光测风雷达系统所测得的径向风速误差可由风速方差表示,新系统使用光纤光环形器并且采用光子晶体激光器技术和同步调频技术,通过分析这三大技术能够提高信噪比简化系统结构,使系统具有极大的实用性,同时依据激光测风雷达系统数据处理流程对探测器上的信号进行仿真,仿真结果表明噪声越大测量误差越大,还对系统的相干性进行了验证,对光学系统的透过率进行了测试,最后在室内进行了测风实验,所测风速误差不超过0.15m/s。
【图文】：

1550nm 全光纤相干多普勒激光测风雷达研究图 1 装在枪瞄上的测风装置风力发电一直是国内外研究的热点。根据测量的风速和风向的准确信息对发电装置的机械结构和扇叶进行相应调整，使扇叶以合适的角度对向风，这样既能保证机械结构以合适的速度转动又能使扇叶迎向风，既能够提高风能利用率又能延长机械使用寿命。

1550nm 全光纤相干多普勒激光测风雷达研究图 1 装在枪瞄上的测风装置风力发电一直是国内外研究的热点。根据测量的风速和风向的准确信息对发电装置的机械结构和扇叶进行相应调整，，使扇叶以合适的角度对向风，这样既能保证机械结构以合适的速度转动又能使扇叶迎向风，既能够提高风能利用率又能延长机械使用寿命。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN958.98

【参考文献】

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本文编号：2688987