全光纤M-Z干涉仪的高灵敏度与大动态范围多普勒激光雷达风场探测技术

摘要：

多普勒测风激光雷达是大气风场探测的重要手段之一.通过检测风速导致的大气后向散射谱的多普勒频移从而实现风速的探测.由于受鉴频器本身特性的影响,高灵敏度与大动态范围的探测一直是大气风场探测的难点.提出采用双光纤Mach-Zehnder干涉仪(FMZI)作为多普勒激光雷达的鉴频器件,设计两路不同动态范围及风速探测灵敏度的FMZI鉴频器同时对大气回波信号进行鉴频.采用小光程差(137 cm)、大动态范围(±100 m·s-1)鉴频光路FMZI-2对风速区间进行定位,大光程差(748 cm)、高探测灵敏度(2.62％/(m·s-1))的鉴频光路FMZI-1进行风速精细探测,从而实现大动态范围高灵敏度的风场探测.利用标准大气模型对不同参数条件下的系统灵敏度、系统探测的信噪比及风速误差进行仿真分析.结果表明,该系统可以实现±100 m·s-1大动态范围内风速误差小于1 m·s-1的大气风场探测,为大动态范围高灵敏度测风激光雷达的发展进行了有益的探索.

关键词：多普勒激光雷达、光纤Mach-Zehnder干涉仪、大动态范围、高灵敏度

所属期刊栏目：37

分类号：TN958.98

资助基金：国家自然科学基金项目61205189,61275185,41627807;陕西省自然科学基金项目2014JQ5174

在线出版日期：2017-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：958-963