CN104793217A - 一种测风雷达 - Google Patents

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陈之典
芮文刚
王宇航
芮敏敏
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
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Abstract

本发明公开了一种测风雷达，包括主控计算机、信号采集分离器、平衡放大光电探测器、雷达速度校准仪、脉冲发射机、光学收发扫描系统、光学滤波器和光学环形器，雷达速度校准仪包括光纤延时器、第一微波调制器和第一光纤耦合器，光学收发扫描系统包括风场扫描驱动器、光学扫描棱镜和光学收发天线，平衡放大光电探测器的输入端连接光学环形器的输出端。本发明结构简单、成本低，便于制作、维护、装卸和快速移动，通过光纤延时器在信号光和参考光中使信号光通过100m光纤后再进入信号采集系统，从而使得信号光得到延迟，并有效实现参考光对信号光的分离，可在多雨水、冰雪、飞乌等地区和气候条件下使用。

Description

一种测风雷达
技术领域
本发明涉及探测高空大气领域，具体是一种测风雷达。
背景技术
目前，对于高空大气不均匀体的探测，国内使用较多的设备是采用电扫描技术的风廓线仪，这种风廓线仪是一种多普勒雷达。多普勒雷达的缺陷是：一是结构复杂，体积大，移动困难。二是因其电路复杂、元器件多，因此，不仅成本高，而且故障率相对较高，日常维修的工作量大，难于维护。三是由于采用电扫描，所以工作频率高，对使用环境要求高，尤其对大气中的水气、雨雪、飞乌等较为敏感，时常影响数据采集分析的准确性。四是需要有人值守。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、性能可靠的测风雷达，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种测风雷达，包括主控计算机、信号采集分离器、平衡放大光电探测器、雷达速度校准仪、脉冲发射机、光学收发扫描系统、光学滤波器和光学环形器，所述雷达速度校准仪包括光纤延时器、第一微波调制器和第一光纤耦合器，所述光学收发扫描系统包括风场扫描驱动器、光学扫描棱镜和光学收发天线，所述平衡放大光电探测器的输入端连接光学环形器的输出端，平衡放大光电探测器的输出端分别连接信号采集分离器的输入端和第一光纤耦合器的输入端，信号采集分离器的输出端连接主控计算机的输入端，所述第一光纤耦合器的输出端依次通过第一微波调制器和光纤延时器连接脉冲发射机的输入端，脉冲发射机的输出端连接光学滤波器的输入端，光学滤波器的输出端分别连接光学环形器的输入端和光学收发天线的输入端，光学收发天线的输出端通过光学扫描棱镜连接风场扫描驱动器的输入端。
作为本发明进一步的方案：所述光学收发天线为背射式天线或分布式天线阵。
作为本发明再进一步的方案：所述脉冲发射机是波长为200nm-10um的激光光源。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结构简单、成本低，便于制作、维护、装卸和快速移动，通过光纤延时器在信号光和参考光中使信号光通过100m光纤后再进入信号采集系统，从而使得信号光得到延迟，并有效实现参考光对信号光的分离，可在多雨水、冰雪、飞乌等地区和气候条件下使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种测风雷达，包括主控计算机、信号采集分离器、平衡放大光电探测器、雷达速度校准仪、脉冲发射机、光学收发扫描系统、光学滤波器和光学环形器，所述雷达速度校准仪包括光纤延时器、第一微波调制器和第一光纤耦合器，所述光学收发扫描系统包括风场扫描驱动器、光学扫描棱镜和光学收发天线，所述光学收发天线为背射式天线或分布式天线阵，所述脉冲发射机是波长为200nm-10um的激光光源，所述平衡放大光电探测器的输入端连接光学环形器的输出端，平衡放大光电探测器的输出端分别连接信号采集分离器的输入端和第一光纤耦合器的输入端，信号采集分离器的输出端连接主控计算机的输入端，所述第一光纤耦合器的输出端依次通过第一微波调制器和光纤延时器连接脉冲发射机的输入端，脉冲发射机的输出端连接光学滤波器的输入端，光学滤波器的输出端分别连接光学环形器的输入端和光学收发天线的输入端，光学收发天线的输出端通过光学扫描棱镜连接风场扫描驱动器的输入端。
雷达工作时，脉冲发射机功率通过光学滤波器送到光学收发天线，向空中发射，发射时，光学滤波器进行滤波，避免高压进入平衡放大光电探测器前端电路而毁坏平衡放大光电探测器，当雷达处在接收状态时，雷达回波通过天线，进入光学滤波器，进入光学环形器，进而到达平衡放大光电探测器，雷达信号经放大、变频、中放和检波，进入信号采集分离器，它完成数据处理，处理后的数据进入主控计算机，通过其分析处理，给出风场剖面等产品，并可以通过网络送到有关的部门。
本发明结构简单、成本低，便于制作、维护、装卸和快速移动，通过光纤延时器在信号光和参考光中使信号光通过100m光纤后再进入信号采集系统，从而使得信号光得到延迟，并有效实现参考光对信号光的分离，可在多雨水、冰雪、飞乌等地区和气候条件下使用。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种测风雷达，包括主控计算机、信号采集分离器、平衡放大光电探测器、雷达速度校准仪、脉冲发射机、光学收发扫描系统、光学滤波器和光学环形器，其特征在于，所述雷达速度校准仪包括光纤延时器、第一微波调制器和第一光纤耦合器，所述光学收发扫描系统包括风场扫描驱动器、光学扫描棱镜和光学收发天线，所述平衡放大光电探测器的输入端连接光学环形器的输出端，平衡放大光电探测器的输出端分别连接信号采集分离器的输入端和第一光纤耦合器的输入端，信号采集分离器的输出端连接主控计算机的输入端，所述第一光纤耦合器的输出端依次通过第一微波调制器和光纤延时器连接脉冲发射机的输入端，脉冲发射机的输出端连接光学滤波器的输入端，光学滤波器的输出端分别连接光学环形器的输入端和光学收发天线的输入端，光学收发天线的输出端通过光学扫描棱镜连接风场扫描驱动器的输入端。
2.根据权利要求1所述的测风雷达，其特征在于，所述光学收发天线为背射式天线或分布式天线阵。
3.根据权利要求1所述的测风雷达，其特征在于，所述脉冲发射机是波长为200nm-10um的激光光源。
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