改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统及方法.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CN112711031A(43)申请公布日2021.04.27(21)申请号202011490655.3(22)申请日2019.07.08(62)分案原申请数据201910608446.52019.07.08(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230088安徽省合肥市蜀山湖路350号中国科学院合肥物质科学研究院(72)发明人靖旭侯再红(74)专利代理机构合肥兴东知识产权代理有限公司34148代理人王伟(51)Int.Cl.G01S17/58(2006.01)G01S7/483(2006.01)G01S7/481(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统及方法(57)摘要本发明涉及激光雷达的技术领域，尤其涉及一种改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统及方法，该系统包括发射装置、接收装置，所述发射装置发射到大气的激光发射光轴与接收装置的激光接收光轴形成夹角α，所述夹角α角度可调。该发明的优点在于：本发明调整激光发射光轴和激光接收光轴的夹角，去掉了中频信号对有用风速信号的影响，从而提高了信噪比，实现了对微弱风场信号的探测精度和分辨能力。CN112711031ACN112711031A权利要求书1/2页1.一种改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统，其特征在于，包括发射装置(2)、接收装置(4)，所述发射装置(2)发射到大气的激光发射光轴(9)与接收装置(4)的激光接收光轴(10)形成夹角α，所述夹角α角度可调；所述系统还包括激光反射单元(3)，所述激光反射单元(3)包括发射光学调节镜片(31)、接收光学调节镜片(32)、刀锋棱镜(33)，所述发射光学调节镜片(31)将发射装置(2)发出的入射光反射到刀锋棱镜(33)的一镀膜表面的上沿位置后反射到大气中，所述刀锋棱镜(33)另一镀膜表面的上沿位置将接收到的光反射到接收光学调节镜片(32)后，接收光学调节镜片(32)继续将接收光反射到接收装置(4)中的第二扩束镜(43)上。2.根据权利要求1所述的改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统，其特征在于，所述发射装置(2)包括在激光发射光轴(9)上依次设置的发射光纤(24)、第一扩束镜(23)，主振光经过发射光纤(24)传输后穿过第一扩束镜(23)射出发射装置(2)，发射光纤(24)的输出端面处还设置有驱使该端面移动的发射移动组件；所述接收装置(4)包括在激光接收光轴(10)上依次设置的第二扩束镜(43)、接收光纤(44)，穿过第二扩束镜(43)的接收光输入到接收光纤(44)的输入端面内，所述接收光纤(44)的输入端面处设置有调节该端面位置的接收移动组件。3.根据权利要求2所述的改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统，其特征在于，所述发射移动组件包括用于固定发射光纤(24)的输出端面的第一固定件(21)、发射平移台(22)，发射平移台(22)用于固定第一固定件(21)且驱使其上的光纤端面在设定方向上移动；相同的，所述接收移动组件包括用于固定接收光纤(44)的输入端面的第二固定件(41)、接收平移台(42)，接收平移台(42)用于固定第二固定件(41)且驱使其上的光纤端面在设定方向上移动。4.根据权利要求1所述的改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统，其特征在于，所述发射光学调节镜片(31)和接收光学调节镜片(32)的角度可调。5.根据权利要求1所述的改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统，其特征在于，所述刀锋棱镜(33)上沿与激光接收光轴(10)平行方向安装有光阑(8)。6.根据权利要求1所述的改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统，其特征在于，所述系统还包括激光产生单元(1)，所述激光产生单元(1)包括激光器(11)，所述激光器(11)发射的激光为脉冲激光或连续激光。7.使用权利要求1‑6任意一项所述的改进的准无盲区多普勒相干激光雷达风速测量系统的方法，其特征在于，系统还包括激光反射单元(3)、耦合器(5)、光电差分探测器(6)、处理控制单元(7)，该方法包括以下步骤：S1、调节发射装置(2)和接收装置(4)，使发射装置(2)的激光发射光轴(9)和接收装置(4)的激光接收光轴(10)位于同一平面，该平面为平面A；还需要调节激光反射单元(3)内的激光发射镜片(31)和激光接收镜片(32)的角度，使发射装置(2)的激光发射光轴(9)和接收装置(4)的激光接收光轴(10)位于同一平面；在步骤S3中，当发射光纤(24)的输出端面的移动方向与激光发射光轴(9)的夹角发生改变时，移动发射光学调节镜片(31)实现发射光边缘与刀锋棱镜的上边缘重合；同时移动接收光学调节