一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达.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CN105785395A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610154550.8(22)申请日2016.03.17(71)申请人四川知周科技有限责任公司地址610000四川省成都市高新区石羊工业园(72)发明人叶曲陈鹏飞(74)专利代理机构成都顶峰专利事务所(普通合伙)51224代理人任远高(51)Int.Cl.G01S17/95(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达(57)摘要本发明公开了一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，包括多波长激光光源模块、雷达收发光学天线模块、信号接收处理模块；所述多波长激光光源模块包括输出线偏振连续激光的窄线宽种子光源，与窄线宽种子光源的输出端连接的并加载调制信号和偏置电压的电光波导相位调制器，与电光波导相位调制器的输出端连接的光纤分束器，与光纤分束器的一个输出端连接并且加载脉冲斩波信号的声光调制器。本发明实现一种提高发射激光功率，增加回波信噪比的多波长合成的相干激光测风雷达，可适用于气象监测、航空安全预警、风能资源评估等应用领域。CN105785395ACN105785395A权利要求书1/1页1.一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，其特征在于，包括多波长激光光源模块、雷达收发光学天线模块、信号接收处理模块；所述多波长激光光源模块包括输出线偏振连续激光的窄线宽种子光源（1），输入端与窄线宽种子光源（1）的输出端连接的并加载调制信号和偏置电压的电光波导相位调制器（2），输入端与电光波导相位调制器（2）的输出端连接的光纤分束器（3），与光纤分束器（3）的一个输出端连接并且加载脉冲斩波信号的声光调制器（4）；所述雷达收发光学天线模块与声光调制器（4）的输出端连接，信号接收处理模块与雷达收发光学天线模块和光纤分束器（3）的另一个输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，其特征在于，所述窄线宽种子光源（1）输出1.5μm波长的线偏振连续激光，该窄线宽种子光源由单频窄线宽半导体激光器，或DBR/DFB光纤激光器，或固体激光器产生。3.根据权利要求1所述的一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，其特征在于，所述调制信号为正弦调制信号，所述正弦调制信号和脉冲斩波信号均由射频信号源（14）输出，正弦调制信号通过电光调制器驱动器（12）加载到电光波导相位调制器（2），脉冲斩波信号通过声光调制器驱动器（13）加载到声光调制器（4）。4.根据权利要求1所述的一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，其特征在于，所述声光调制器（4）的输出端通过光纤放大器（5）与雷达收发光学天线模块连接。5.根据权利要求4所述的一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，其特征在于，所述光纤放大器（5）为单模光纤放大器、双包层光纤放大器的一种，或两者组合构成的多级光纤放大器。6.根据权利要求5所述的一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，其特征在于，所述雷达收发光学天线模块包括输入端与光纤放大器（5）的输出端连接的光学环形器（6），与光学环形器（6）连接的光学收发扫描天线（7）。7.根据权利要求6所述的一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，其特征在于，所述信号接收处理模块包括一端与光纤分束器（3）的另一个输出端连接、另一端与光学环形器（6）连接的光纤合束器（8），输入端与光纤合束器（8）的输出端连接的平衡光电探测器（9），输入端与平衡光电探测器（9）的输出端连接的信号采集处理模块（10），输入端与信号采集处理模块（10）的输出端连接的嵌入式计算机（11）。8.根据权利要求7所述的一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达，其特征在于，所述正弦调制信号频率大于1.5倍平衡光电探测器（9）的探测带宽。2CN105785395A说明书1/4页一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达技术领域[0001]本发明属于气象雷达探测技术领域，具体的说，是涉及一种多波长光束合成的相干多普勒激光测风雷达。背景技术[0002]大气风场是大气中水分、气溶胶等物质循环的主要动力，在天气预报、地球环境及动力气象学等研究中都有非常重要的研究价值。激光测风雷达与传统测风仪器相比在时空分辨率、测速精度方面都更具优势，能够快速获取高精度风场数据。激光测风雷达目前已经成为测量风场的重要手段。[0003]激光测风雷达按测量方法主要分为两类，分别为：非相干多普勒激光测风雷达和相干多普勒激光测风雷达。其中相干多普勒激光测风雷达在早期主要使用10.6μm波长CO2激光器作为激光源，例如1980年美国航空航天局（NASA）研制的用于测量晴空湍流的脉冲