JP6797327B2 - レーザレーダ装置 - Google Patents
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Description
従来のレーザレーダ装置は、光源からのCW(Continuous Waves:連続波)光を送信系とローカル系に分波し、送信系にパルス変調をかけ、光増幅器で増幅し、光サーキュレータと送受光学系を介し大気中のエアロゾルに対しパルス光を送受し、受信光とローカル光を光合波器により合波し、受光素子と電流電圧変換器によりコヒーレント検波する。検波した信号を信号処理器において周波数解析することで、距離毎のドップラ周波数シフトに相当する風速を求める機能を有している。
実施の形態1.
図1は、本実施の形態によるレーザレーダ装置の構成と動作を示す説明図である。
図1に示すレーザレーダ装置は、光源1と光源ドライバ2からなる光送信部3、光増幅器4、サーキュレータ5、光部分反射器6、送受光学系7、受光素子8と電流電圧変換器9と信号処理器10からなる検波部11を備える。光送信部3は、パルス変調され、かつ、パルスのLowレベル成分として設定された光強度を持つ光信号を送出する処理部である。光送信部3の光源1は、光を放射する回路または素子であり、光源ドライバ2は、光源1から出力された光信号をパルス変調させるための装置である。光増幅器4は、光送信部3から送出された光信号を増幅する回路である。サーキュレータ5は、光信号を送信光として送出すると共に、大気中の目標物からの反射光を受信光として取得する装置である。サーキュレータ5の送信出力端からは、空間があり、その先に送受光学系7が配置されている。この空間及び送受光学系7では、光の偏波は保持される。
光源1に対し、光源ドライバ2からの変調信号により、パルス変調をかける。この際、消光比(パルス変調におけるHigh時間帯とLow時間帯の光強度比)を調整し、Lowの時間帯においてもあるレベルのCW(Continuous Waves、連続波)光が出力されるようにする。パルス変調された光の模式図を図2に示す。図2に示すように、消光比を調整し、少しリークさせることによってLowレベルの信号を得ている。また、光源ドライバ2から、このパルス変調に同期してトリガ信号を信号処理器10に送信する。
Claims (11)
- パルス変調され、かつ、パルスのLowレベル成分として設定された光強度を持つ光信号を送出する光送信部と、
前記光信号を送信光として送出すると共に、大気中の目標物からの反射光を受信光として取得するサーキュレータと、
前記サーキュレータから大気中に送信光を送出するまでの経路に設けられ、前記光信号を反射する光部分反射部と、
前記光部分反射部で反射された前記光信号のLowレベル区間の信号をローカル光として、前記受信光のコヒーレント検波を行う検波部とを備えたことを特徴とするレーザレーダ装置。 - 前記検波部は、
前記ローカル光と前記受信光とをコヒーレント検波し、電流信号に変換する受光素子と、
前記受光素子からの電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換器と、
前記電流電圧変換器からの電圧信号に対して周波数分析を行う信号処理器とを備えたことを特徴とする請求項1記載のレーザレーダ装置。 - 前記電流電圧変換器は、負帰還型トランスインピーダンスアンプであることを特徴とする請求項2記載のレーザレーダ装置。
- 風向が向かい風方向である位置に設置されることを特徴とする請求項1記載のレーザレーダ装置。
- 前記風向が向かい風方向である位置は風車であることを特徴とする請求項4記載のレーザレーダ装置。
- 前記光送信部は、光を放射する光源として半導体レーザダイオードを用い、かつ、当該半導体レーザダイオードの駆動電流にパルス変調をかけることを特徴とする請求項1記載のレーザレーダ装置。
- 前記光送信部は、連続波を出力する光源とパルス変調器を備え、前記パルス変調器として、単数または複数の半導体アンプか、単数または複数の音響光学変調器を用いることを特徴とする請求項1記載のレーザレーダ装置。
- 前記電流電圧変換器の変換ゲインは可変であり、かつ、当該変換ゲインは前記信号処理器によって制御されることを特徴とする請求項2記載のレーザレーダ装置。
- 前記光送信部から出力される光信号のパルスのHighレベルとLowレベルの比である消光比は、前記信号処理器によって制御されることを特徴とする請求項2記載のレーザレーダ装置。
- 前記光部分反射部における反射率は前記信号処理器によって制御されることを特徴とする請求項2記載のレーザレーダ装置。
- 前記光送信部は、光源を複数備え、これら光源からの複数の光信号を合波して前記光信号として出力することを特徴とする請求項1記載のレーザレーダ装置。
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