瑞利测风激光雷达高稳定昼夜探测光学接收机的研究

发布时间：2024-02-21 03:37

　　大气风场的高精度和高时空分辨率测量,有利于大气动力学过程的研究和提高数值天气预报准确性。瑞利测风激光雷达是重要的大气风场探测手段之一。光学接收机是瑞利测风激光雷达最核心的部件,其性能对于风场测量的精度具有重要的影响。论文从瑞利测风激光雷达的研制入手,重点研究该激光雷达系统中的高稳定昼夜探测光学接收机,提高系统的稳定性和探测精度。设计白天观测超窄带滤光器方案,提高系统的白天观测能力。设计零多普勒频率校准方法,消除了零多普勒频率偏差高稳定光学接收机是瑞利测风激光雷达的核心部件,对于准确测量大气风场具有重要的意义。利用非偏振分束棱镜与三通道可调谐F-P光学粘接的方法,研制高稳定光学接收机用于瑞利测风激光雷达的多普勒频率检测,并对接收机的稳定性进行了实验检测和分析。通过对光学接收机的透过率曲线的长期测量,确定了光学接收机的透过率曲线的抖动对风速测量的影响,结果为:光学接收机的稳定性所引起的径向风速的标准差为1.6%。针对瑞利测风激光雷达白天观测的天空背景抑制问题,提出了利用F-P标准具滤光器与干涉滤光片结合,研制白天观测超窄带滤光器加入光学接收机。提高光学接收机和瑞利测风激光雷达白天观测时对天...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２利用大气风场数据研宄大气重力波现象??

?厄尔尼诺年份?；??图１．１厄尔尼诺现象及对中国的影响??目前，人类对于气候变化的研宄活动，主要关注的是短期（数月到数年）??和长期（数十年）的气候的变化以及这些变化所带来的社会影响，并且越来越??关注气候变化的预测问题，风作为的各种尺度的大气活动的结果和驱动力，是??人类预测....

图１．１厄尔尼诺现象及对中国的影响??

人类预测气候变化的重要参数之一。准确的全球范围的长期三维风场数据的测??量，对于提高气候变化预测的准确性具有重要的意义。［２，ｕ＿１４１比如，气候上的厄??尔尼洛现象，如图１．丨所示，其发生会伴随着风场的长期的稳定的变化，因而，??监测全球范围的大气风场信息，能够更加准确地预测厄....

图１．３台风和沙尘暴??

对于台风和沙尘暴等类似的灾害天气，准确及时的风场观测，能够有效提??高对于灾害天气的预测和预警的效率和准确性，提高灾害天气的防护能力，保??障人员和经济财产安全。如图１．３所示为台风和沙尘暴天气。??图１．３台风和沙尘暴??风切变是一种普遍存在的、小尺度的大气现象，是在较小的尺度....

图１．５常见的陆上和海上风力发电装置??

—、??图１．４风切变对飞行器起飞和降落的影响??能源是人类生存和发展所必需的消耗品，是人类社会进步的基石之一。随着??人类社会的发展，化石燃料等目前使用的主流能源消耗日益增大。同时化石能源??的大量应用，也带来了温室效应和环境污染等问题。解决能源危机，需要寻找可??再生的清洁能....

本文编号：3904979