蒸发波导探测装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113970760A(43)申请公布日2022.01.25(21)申请号202111186862.4(22)申请日2021.10.12(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人赵小峰杨平吕张云(74)专利代理机构长沙新裕知识产权代理有限公司43210代理人刘加(51)Int.Cl.G01S17/95(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称蒸发波导探测装置(57)摘要本发明实施例提供一种蒸发波导探测装置，所述蒸发波导探测装置包括：环境感知模块，用于获取目标大气环境中参考点的大气压强；激光发射模块，用于出射目标激光至所述目标大气环境中；信号接收模块，用于获取所述目标激光在所述目标大气环境中传输时与大气分子碰撞产生的不同高度的拉曼后向散射光信号；以及信号处理模块，用于根据所述不同高度的拉曼后向散射光信号和所述参考点的大气压强确定所述蒸发波导。本发明实施例可以实现蒸发波导的全天时、连续、直接探测，有效接收0m至100m全高度范围内的有效信号，无探测盲区，还可以提高测量精度。CN113970760ACN113970760A权利要求书1/2页1.一种蒸发波导探测装置，其特征在于，包括：环境感知模块，用于获取目标大气环境中参考点的大气压强；激光发射模块，用于出射目标激光至所述目标大气环境中；信号接收模块，用于获取所述目标激光在所述目标大气环境中传输时与大气分子碰撞产生的不同高度的拉曼后向散射光信号；以及信号处理模块，用于根据所述不同高度的拉曼后向散射光信号和所述参考点的大气压强确定所述蒸发波导。2.根据权利要求1所述的蒸发波导探测装置，其特征在于，所述参考点为所述蒸发波导探测装置使用时所处位置，所述环境感知模块包括气压传感器，所述气压传感器用于获取所述蒸发波导探测装置使用时所处位置的大气压强。3.根据权利要求2所述的蒸发波导探测装置，其特征在于，所述环境感知模块还包括雨量传感器和风速传感器，所述雨量传感器用于获取所述蒸发波导探测装置使用时所处位置的雨量，所述风速传感器用于获取所述蒸发波导探测装置使用时所处位置的风速，所述信号处理模块还用于根据所述雨量和所述风速确定是否存在预设恶劣天气以及在存在所述预设恶劣天气的情况下控制所述蒸发波导探测装置关机。4.根据权利要求1所述的蒸发波导探测装置，其特征在于，所述目标激光包括竖直向上照射在所述目标大气环境中的激光束。5.根据权利要求1所述的蒸发波导探测装置，其特征在于，所述激光发射模块包括：激光器，用于发射激光束；反射镜，用于对所述激光束进行反射得到反射后激光束；以及扩束器，用于对所述反射后的所述激光束进行扩束准直，得到所述目标激光。6.根据权利要求5所述的蒸发波导探测装置，其特征在于，所述激光器包括高功率固体脉冲激光器，所述扩束器包括凹凸透镜组合的伽利略式结构的激光准直扩束器。7.根据权利要求1所述的蒸发波导探测装置，其特征在于，所述信号接收模块包括：接收镜，用于接收所述不同高度的拉曼后向散射光信号；以及接收光纤，用于将所述不同高度的拉曼后向散射光信号传输至所述信号处理模块。8.根据权利要求1所述的蒸发波导探测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：光纤混光器，用于对所述不同高度的拉曼后向散射光信号进行变换，以得到光斑大小和光线角度均相同的变换后拉曼后向散射光信号；光谱分光器，用于对所述变换后拉曼后向散射光信号进行分光，以得到多个预设波段的光信号；以及光电转换滤波器，用于对所述多个预设波段的光信号进行光电转换和滤波，得到与所述多个预设波段的光信号一一对应的多个电信号；以及数据处理器，用于根据所述参考点的大气压强和所述多个电信号确定所述蒸发波导。9.根据权利要求8所述的蒸发波导探测装置，其特征在于，所述多个预设波段的光信号包括：大气分子的高转动量子数的纯转动拉曼后向散射光信号、大气分子的低转动量子数的纯转动拉曼后向散射光信号、氮气分子的振动‑转动拉曼后向散射光信号和水汽分子的振动‑转动拉曼后向散射光信号。10.根据权利要求9所述的蒸发波导探测方法，其特征在于，所述根据所述参考点的大2CN113970760A权利要求书2/2页气压强和所述多个电信号确定所述蒸发波导，包括：根据与所述大气分子的高转动量子数的纯转动拉曼后向散射光信号对应的电信号和与所述大气分子的低转动量子数的纯转动拉曼后向散射光信号对应的电信号确定所述目标大气环境的大气温度廓线；根据与所述氮气分子与水汽分子的振动‑转动拉曼后向散射光信号对应的所述电信号确定所述目标大气环境的大气湿度廓线；根据所述参考点的大气压强和所述大气温度廓线确定所述目标大气环境的大气压强廓线；根据所述大气温度