[发明专利]一种轻便型大气监测激光雷达系统

说明书

本发明公开了一种轻便型大气监测激光雷达系统，包括：迷你控制模块，用于接收移动端发出的远程控制信号，调整观测角度并产生激光，并将采集结果传输至移动端进行处理反演，根据处理结果监测大气环境；共体光学模块，与所述迷你控制模块连接，用于扩束迷你控制模块传递的激光，并将接收的大气散射回波信号转换为电信号传输给所述迷你控制模块。本激光雷达系统采用了同轴共体光学系统，达到了系统结构紧凑、体积小、重量轻的目的；能够便捷、有效的实现大气监测，为便携激光雷达系统研制提供了思路，可以为研究大气的相关科研单位或组织提供技术指导和数据支撑。

技术领域

本发明属于大气监测技术领域，特别是涉及一种轻便型大气监测激光雷达系统。

背景技术

激光雷达，作为一种主动遥感探测仪器，具有高精度、高时空分辨率的特点，是探测大气气溶胶、雾霾、沙尘等分布的重要工具，广泛应用于气象研究及大气环境监测等领域。随着激光技术、光电子技术和数据采集及处理等技术的不断发展，激光雷达也以更多的形式不断涌现。最典型的有地基激光雷达系统、车载激光雷达系统和扫描激光雷达系统等。对于地基激光雷达系统而言，体积庞大、结构复杂、搬运困难，只能实现固定地点固定区域的探测而无法实现区域化探测，且对于全区域连续探测实现来说更是很大的难题。车载激光雷达系统和扫描激光雷达系统弥补了这一缺点，能够实现重点区域连续扫描探测，但又由于受雷达系统自身体积、重量等影响，以及受外部探测环境如路况、山体、建筑等影响，能够探测的区域仍然有限；而对于能够实现全区域或任意区域扫描，适合无人机、车载、船载、三脚架(背包式)等多样化搭载方式实现多模式探测的一种轻便型大气监测激光雷达系统还尚未见报道。

发明内容

为了实现多模式探测，本发明提出一种轻便型大气监测激光雷达系统，该雷达系统可以更加便捷的实现各种不同环境观测需求下的大气监测，减少受雷达自身系统体积、重量等因素的限制，拓展了雷达观测方式和运行模式，提高观测效率，提升仪器利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种轻便型大气监测激光雷达系统，包括：

迷你控制模块，用于接收移动端发出的远程控制信号，调整观测角度并产生激光，并将采集结果传输至移动端进行处理反演，根据处理结果监测大气环境；

共体光学模块，与所述迷你控制模块连接，用于扩束迷你控制模块传递的激光，并将接收的大气散射回波信号转换为电信号传输给所述迷你控制模块。

优选地，所述共体光学模块包括：偏振分光盒、收发镜筒、扫描电机和收发镜筒固定件；

所述扫描电机通过收发镜筒固定件固定在所述收发镜筒上；

所述偏振分光盒与所述收发镜筒连接。

优选地，所述偏振分光盒的内部包括：光纤输出耦合器、偏振片、二分之一波片、偏振晶体、四分之一波片、滤光片、光阑、光电倍增管、屏蔽同心线缆和敏感-触发器；

所述四分之一波片、偏振晶体、二分之一波片、偏振片和光纤输出耦合器沿收发镜筒进光方向共轴依次连接；

所述滤光片、光阑和光电倍增管沿偏振晶体45度反射轴线依次连接；

所述敏感-触发器安装在偏振晶体垂直光反射轴线上，并与光电倍增管连接。

优选地，所述敏感-触发器集成了电压监测模块、数据电位器模块、光电触发模块和TTL供电模块；

所述电压监测模块用于监测电压；

所述数据电位器模块用于控制敏感电压；

所述光电触发模块用于触发高速数据采集器；

所述TTL供电模块用于为所述电压监测模块、数据电位器模块和光电触发模块供电。

优选地，所述光阑和光纤输出耦合器安装在收发镜筒的焦点位置。