[发明专利]一种大气遥感激光雷达系统

说明书

本申请公开了一种大气遥感激光雷达系统，该系统中包括多个接收望远镜，其中，第一接收望远镜用于接收来自低空的散射回波信号，第二接收望远镜用于接收来自高空的散射回波信号，即不同的接收望远镜对应的不同的接收范围，由此利用多个望远镜分别接收来自不同高度的散射回波信号，实现全范围地接收散射回波信号。

技术领域

本申请涉及激光雷达技术领域，特别涉及一种大气遥感激光雷达系统。

背景技术

随着高能量激光器的出现，激光雷达系统被越来越广泛地应用于大气遥感，以对大气中的成分、运动状态和气象要素值等参数进行测量。应用激光雷达系统进行大气遥感的基本原理如下：激光器向大气中发射激光，激光与大气中的分子相互作用后产生后向散射光，望远镜相应地接收该后向散射光，并将接收的后向散射光发送至光电处理系统，经光电处理系统处理后相应地得到需要测量的参数。

现有的用于大气遥感的激光雷达系统，根据望远镜与发射光束的位置关系的不同，通常分为同轴激光雷达系统和非同轴激光雷达系统。但经实验观测，无论是同轴激光雷达系统还是非同轴激光雷达系统均无法有效地接收来自低空和高空的全范围散射回波信号。因此，现亟待一种能够有效接收低空散射回波信号的激光雷达接收装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种大气遥感激光雷达接收装置，能够实现接收全范围的散射回波信号。

本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例提供了一种大气遥感激光雷达系统，所述系统包括：激光器、激光扩束器、第一接收望远镜、第二接收望远镜、第一光纤、第二光纤和光电处理器；

所述激光扩束器，用于对所述激光器发出的激光进行扩束处理，生成发送至大气的发射光束；

所述第一接收望远镜，用于接收所述发射光束与大气相互作用产生的散射回波信号，将所述散射回波信号聚焦于所述第一接收望远镜的镜面对应的聚焦区，生成第一聚焦信号；所述第一接收望远镜的镜面对应的聚焦区与所述第一接收望远镜的散射回波信号接收范围被设置为不存在重叠区域；所述第一接收望远镜的散射回波信号接收范围被设置为与所述发射光束的照射范围在低空存在重合区域；

所述第二接收望远镜，用于接收所述散射回波信号，将所述散射回波信号聚焦于所述第二接收望远镜的镜面对应的聚焦区，生成第二聚焦信号；所述第二接收望远镜的散射回波信号接收范围被设置为与所述发射光束的照射范围在高空存在重合区域；

所述第一光纤，用于传输所述第一聚焦信号至所述光电处理器；所述第二光纤，用于传输所述第二聚焦信号至所述光电处理器；

所述光电处理器，用于对所述第一聚焦信号和所述第二聚焦信号进行处理，相应地生成大气测量参数。

可选的，所述第一接收望远镜的镜面的口径小于所述第二接收望远镜的镜面的口径；

所述第一接收望远镜的镜面的中心与所述发射光束的发射中心之间的水平距离为第一预设距离；所述第一预设距离大于所述第一接收望远镜的镜面的口径的一半；

所述第二接收望远镜的镜面的中心与所述发射光束的发射中心之间的水平距离为第二预设距离；所述第二预设距离大于所述第二接收望远镜的镜面的口径的一半；所述第一预设距离小于所述第二预设距离。

可选的，当所述第一接收望远镜有多个时，所述第一接收望远镜包括至少一个盲区望远镜和至少一个近场望远镜；所述盲区望远镜的镜面的口径小于所述近场望远镜的镜面的口径；

所述盲区望远镜的散射回波信号接收范围与所述发射光束的照射范围在低空盲区存在重合区域，所述盲区望远镜的镜面的中心与所述发射光束的发射中心之间的水平距离为第三预设距离，所述第三预设距离大于所述盲区望远镜的镜面的口径的一半；