[发明专利]测风激光雷达硬靶标校系统

说明书

本发明提供了一种测风激光雷达硬靶标校系统，该系统包括光源装置、光信号收发装置、光电信号处理装置、空心光纤以及转盘；其中，光源装置用于产生激光；光信号收发装置用于接收光源装置产生的激光，并将激光发送到空心光纤，激光通过空心光纤后射向转盘，经过转盘的后向散射回波光信号经过空心光纤传回并由光信号收发装置接收，光电信号处理装置用于将光信号收发装置接收到的光信号转换为电信号，并进行数据处理及分析。该系统对空间条件要求低，在室内很小的空间即可进行测试，不受天气等环境因素制约，简便易行；通过改变光纤长度，即可实现激光雷达系统不同距离硬靶标校测试。

技术领域

本发明涉及激光测风设备的技术领域，具体是涉及一种测风激光雷达硬靶标校系统。

背景技术

测风激光雷达作为一种重要的大气信息遥测系统，其工作原理是向大气中发射高频率稳定性激光光束，激光与空气中颗粒物或气溶胶相互作用产生后向散射回波光信号，光信号被激光雷达信号收发系统收集后，经过光电探测器实现光电信号转换，通过对电信号的频谱分析，即可判断风速变化带来的激光频率的变化量(即多普勒频移，DopplerFrequency Shift)，从而获得待测空域大气风速信息。

衡量测风激光雷达系统性能的众多参数中，风速测量准确性是核心参数之一，必须对其进行系统误差标定。硬靶散射实验是一种常用的测量方法。目前常用的充当硬靶的装置有：(1)调速电机转轮；(2)室外放置靶标。方法(1)主要用于室内短距离测试，方法(2)需要外场开阔空间，靶标位置距离需精确标定，且受天气因素等条件制约。

发明内容

本发明实施例提供一种测风激光雷达硬靶标校系统，以解决现有技术中测风激光雷达系统无法在小空间内完成长距离的硬靶标校测试的技术问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种测风激光雷达硬靶标校系统，所述系统包括光源装置、光信号收发装置、光电信号处理装置、空心光纤以及转盘；其中，所述光源装置用于产生激光；所述光信号收发装置用于接收所述光源装置产生的激光，并将激光发送到所述空心光纤，激光通过所述空心光纤后射向所述转盘，经过所述转盘的后向散射回波光信号经过所述空心光纤传回并由所述光信号收发装置接收，所述光电信号处理装置用于将所述光信号收发装置接收到的光信号转换为电信号，并进行数据处理及分析。

根据本发明一优选实施例，所述系统通过调整接入的空心光纤长度，实现激光雷达硬靶标校系统对不同距离硬靶的标校测试。

根据本发明一优选实施例，所述空心光纤中充有气体，通过改变气体的类型来模拟不同折射率和色散性质的大气介质环境。

根据本发明一优选实施例，所述系统还包括第一耦合装置，所述第一耦合装置设于所述光信号收发装置与所述空心光纤之间，用于将所述光信号收发装置发射的激光光束聚焦整形，以耦合进入所述空心光纤进行传输。

根据本发明一优选实施例，所述系统还包括第二耦合装置，所述第二耦合装置设于所述空心光纤与所述转盘之间，用于将从所述空心光纤出射的激光束聚焦到所述转盘的边缘，以及用于将经过所述转盘的后向散射回波光信号聚焦，以便于回波光信号经过所述空心光纤传回。

根据本发明一优选实施例，所述光源装置包括依照激光传输顺序设置的本机光振荡器、光纤隔离分路器、移频器以及光放大器；其中，所述本机光振荡器用于提供窄线宽、低强度噪声激光雷达光源种子光；所述光纤隔离分路器用于将所述本机光振荡器产生的激光分路；所述移频器用于对信号光进行移频，以获得中频激光信号，并对信号光进行脉冲波形调制；所述光放大器用于对本机光振荡器输出的一路种子光进行光功率放大。