RU204741U1 - Многоапертурный лидар для зондирования атмосферы - Google Patents
Многоапертурный лидар для зондирования атмосферы Download PDFInfo
- Publication number
- RU204741U1 RU204741U1 RU2021105879U RU2021105879U RU204741U1 RU 204741 U1 RU204741 U1 RU 204741U1 RU 2021105879 U RU2021105879 U RU 2021105879U RU 2021105879 U RU2021105879 U RU 2021105879U RU 204741 U1 RU204741 U1 RU 204741U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- lidar
- optical
- telescopes
- receiving
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- 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
- G01S17/95—Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к оптическим устройствам зондирования атмосферы и может быть использована для определения профилей оптических параметров аэрозольных и облачных полей. Сущность: устройство представляет собой многоапертурный лидар, включающий жестко связанные между собой на общем основании лазер (1), оптический рефлектор (2) и несколько приемных телескопов (3), расположенных на различных расстояниях от лазера (1). Углы поля зрения телескопов (3) целиком охватывают зондирующий лазерный пучок. На оптических осях телескопов (3) установлены фотоприемники (4), подключенные к системе (5) управления, регистрации и обработки информации. Оптический рефлектор (2) состоит из жестко связанных между собой параллельных друг другу прозрачной и зеркальной пластин. При этом прозрачная пластина расположена под углом 45 градусов к оптической оси лазера (1), а зеркальная пластина установлена перед осевым входом ближнего к лазеру (1) приемного телескопа (3). Технический результат: обеспечение возможности приема лидарных сигналов с минимального расстояния от лидара. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области технологий оптических методов контроля оптико-физических параметров атмосферы и предназначена для дистанционного определения профилей оптических параметров аэрозольных и облачных полей. Модель может быть также использована для решения экологических задач атмосферы, в частности, при картировании пространственно-временного распределения аэрозольных полей антропогенного происхождения в воздушном бассейне промышленного центра, при контроле трансграничных переносов аэрозольных примесей в период лесных пожаров и активной вулканической деятельности.
Аналогом многоканального лидара для зондирования атмосферы является лидар, описанный в работе [1]. Данное устройство состоит из источника лазерного излучения, двух приемных оптических телескопов, на оптической оси которого установлены фотоприемники для регистрации сигналов атмосферного обратного рассеяния, выходы которых подключены к системе управления, регистрации и обработки информации.
Недостатком этого лидара является небольшой интервал дальностей регистрации лидарных сигналов, вследствие ограниченного динамического диапазона чувствительности фотоприемников, а также из-за того, что оптические телескопы установлены на одинаковом расстоянии от источника излучения.
Для устранения этого недостатка в лидарах используют несколько приемных объективов, охватывающими своим полем зрения различные участки трассы зондирования, от ближней до дальней зоны.
Ближайшим аналогом многоапертурного лидара для зондирования атмосферы является лидар, описанный в работе [2].
Лидар состоит из основания, источника лазерного излучения и установленных на различных расстояниях от него основного и дополнительных телескопов для регистрации лидарных сигналов с различных участков трассы зондирования.
На выходе приемных телескопов расположены фотоприемники, подключенные к системе управления, регистрации и обработки информации. Фотоприемники регистрируют сигналы упругого и комбинационного рассеяния света с различных участков трассы зондирования.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности измерения атмосферных параметров в непосредственной близости от лидара, вследствие теневой зоны лидара, обусловленной конструкцией лидара - конечным расстоянием между источником лазерного излучения и ближайшим приемным телескопом.
Предлагаемая полезная модель устраняет этот недостаток, обеспечивая прием лидарных сигналов с минимального расстояния от лидара.
Поставленная цель достигается тем, что в состав лидара введен оптический рефлектор, состоящий из двух связанных между собой оптических пластин, одна из которых прозрачная, а вторая - зеркальная, при этом прозрачная пластина расположена на выходе лазера под углом 45 градусов к его оптической оси, а зеркальная установлена перед осевым входом ближнего к лазеру приемного телескопа.
На фиг. 1 схематично изображена блок-схема многоаретурного лидара для зондирования атмосферы.
Лидар содержит общую платформу, на которой установлены жестко связанные между собой лазер 1, оптический рефлектор 2 и блок приемных телескопов 3, состоящий из нескольких телескопов, расположенных на различных расстояниях от лазера. Лазер 1 и телескопы 3 расположены таким образом, что их оптические оси направлены в одну сторону, а углы поля зрения телескопов 3 охватывают направляемый в атмосферу зондирующий лазерный пучок.
Оптический рефлектор 2 состоит из двух связанных между собой и параллельных друг другу прозрачной и зеркальной оптических пластин. Прозрачная пластина рефлектора 2 закреплена на выходе лазера под углом 45° к его оптической оси и отводит часть излучения на зеркальную пластину рефлектора 2, которая закреплена перед осевым входом ближайшего к лазеру приемного телескопа 3.
На выходе приемных телескопов 3 на их оптической оси установлены фотоприемники 4, электрически связанные с системой управления, регистрации и обработки информации 5, которая также подключена к лазеру 1.
Все блоки и составляющие узлы, и элементы лидара располагаются и закреплены на общем основании и находятся в конструктивном единстве, определяемом принципом работы лидара, когда все фотоэлектронные устройства должны находиться на оптической оси.
Многоапертурный лидар для зондирования атмосферы работает следующим образом.
Система управления 5 выдает команду на запуск лазера 1, который на выходе выдает импульсное лазерное излучение. Излучение поступает на вход рефлектора 2, частично отражается от прозрачной пластины, расположенной под углом 45° к оптической оси лазера и направляется на зеркальную пластину рефлектора 2. Основная часть излучения, пройдя прозрачную пластину, направляется в атмосферу. Поскольку зеркальная пластина параллельна прозрачной, то отраженное от нее лазерное излучение направляется в атмосферу параллельно основному лазерному пучку. Таким образом, от лазера формируются два зондирующих лазерных пучка излучения - основной и вспомогательный для ближней зоны.
Рассеянное атмосферой в обратном направлении лазерное излучение поступает на входы приемных телескопов блока 3, а затем на фотоприемники 4, где световые сигналы преобразуются в электрические. Электрические сигналы с фотоприемников 4 поступают в систему управления, регистрации и обработки информации 5, где происходит их оцифровка и дальнейшая обработка по получению оптико-физической информации о параметрах атмосферы.
Все оптические телескопы 3 расположены на различных расстояниях от лазера, т.е. обладают различной базой между осями лазера и телескопов, поэтому регистрируют сигналы на различных удалениях от лидара. Поскольку с помощью оптического рефлектора 2, пучок лазерного излучения направляется в атмосферу непосредственно от входа телескопа, а его угол поля зрения целиком охватывает зондирующий пучок, то регистрация лидарных сигналов осуществляется в непосредственной близости от лидара.
Литература:
1. Балин Ю.С., Коханенко Г.П., Клемашева М.Г., Пеннер И.Э., Самойлова С.В., Новоселов М.М., Насонов С.В. Патент (Россия), №188541 Многоволновой лидар для зондирования атмосферы. Патентообладатель: ИОА СО РАН. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 16 апреля 2019 г.
2. Жарков В.И., Бобровников С.М., Горлов Е.В. Патент (Россия) №177419 Лидар для дистанционного измерения температуры и влажности атмосферы с минимальной мертвой зоной зондирования. Патентообладатель: ИОА СО РАН. Зарегистрировано в госреестре полезных моделей РФ 21 февраля 2018 г
Claims (1)
- Многоапертурный лидар для зондирования атмосферы, включающий жестко связанные между собой на общем основании лазер и несколько приемных телескопов, расположенных на различных расстояниях от лазера, с углами поля зрения, целиком охватывающими зондирующий лазерный пучок, на оптических осях которых установлены фотоприемники, подключенные к системе управления, регистрации и обработки информации, отличающийся тем, что в состав лидара введен оптический рефлектор, состоящий из жестко связанных между собой параллельных друг другу прозрачной и зеркальной пластин, при этом прозрачная пластина расположена под углом 45 градусов на оптической оси лазера, а зеркальная пластина установлена перед осевым входом ближнего к лазеру приемного телескопа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021105879U RU204741U1 (ru) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | Многоапертурный лидар для зондирования атмосферы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021105879U RU204741U1 (ru) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | Многоапертурный лидар для зондирования атмосферы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU204741U1 true RU204741U1 (ru) | 2021-06-08 |
Family
ID=76313950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021105879U RU204741U1 (ru) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | Многоапертурный лидар для зондирования атмосферы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU204741U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117451318A (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-26 | 无锡中科光电技术有限公司 | 一种快速检测望远镜视场角的方法 |
| RU228248U1 (ru) * | 2024-04-12 | 2024-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук | Лидар для зондирования атмосферы |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU155857U1 (ru) * | 2015-02-24 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук | Лидарный комплекс для зондирования плотных аэрозольных образований |
| RU177419U1 (ru) * | 2017-07-11 | 2018-02-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) | Лидар для дистанционного измерения температуры и влажности атмосферы с минимальной мертвой зоной зондирования |
| RU188541U1 (ru) * | 2018-09-27 | 2019-04-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) | Многоволновой лидар для зондирования атмосферы |
| RU191111U1 (ru) * | 2019-05-13 | 2019-07-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук | Оптоволоконный когерентный доплеровский лидар |
| RU193690U1 (ru) * | 2019-10-02 | 2019-11-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) | Оптоволоконный когерентно-импульсный доплеровский лидар |
-
2021
- 2021-03-09 RU RU2021105879U patent/RU204741U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU155857U1 (ru) * | 2015-02-24 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук | Лидарный комплекс для зондирования плотных аэрозольных образований |
| RU177419U1 (ru) * | 2017-07-11 | 2018-02-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) | Лидар для дистанционного измерения температуры и влажности атмосферы с минимальной мертвой зоной зондирования |
| RU188541U1 (ru) * | 2018-09-27 | 2019-04-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) | Многоволновой лидар для зондирования атмосферы |
| RU191111U1 (ru) * | 2019-05-13 | 2019-07-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук | Оптоволоконный когерентный доплеровский лидар |
| RU193690U1 (ru) * | 2019-10-02 | 2019-11-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) | Оптоволоконный когерентно-импульсный доплеровский лидар |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117451318A (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-26 | 无锡中科光电技术有限公司 | 一种快速检测望远镜视场角的方法 |
| CN117451318B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-05-10 | 无锡中科光电技术有限公司 | 一种快速检测望远镜视场角的方法 |
| RU228248U1 (ru) * | 2024-04-12 | 2024-08-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук | Лидар для зондирования атмосферы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204575853U (zh) | 一种高光谱与激光雷达共光路一体化分光系统 | |
| RU188541U1 (ru) | Многоволновой лидар для зондирования атмосферы | |
| JP2015514982A (ja) | 座標測定システムおよび方法 | |
| CN109541627A (zh) | 双波长自适应距离门激光雷达 | |
| RU204741U1 (ru) | Многоапертурный лидар для зондирования атмосферы | |
| CN104007445A (zh) | 全光纤激光雷达气溶胶探测装置 | |
| ATE447724T1 (de) | Feuer-regelsystem mit einer lidar-einheit (laseridentifikation, detektion und entfernungsmessung) | |
| CN103439233A (zh) | 烟道粉尘浓度检测系统 | |
| CN109283550B (zh) | 全固态全天时水汽扫描探测激光雷达系统及探测方法 | |
| CN207571026U (zh) | 一种基于tdlas的多种气体遥测系统 | |
| CN110058210A (zh) | 一种基于波分复用的多波长激光雷达 | |
| SE8404064D0 (sv) | Gas correlation lidar | |
| RU205178U1 (ru) | Лидар для зондирования атмосферы | |
| RU204742U1 (ru) | Двухапертурный лидар с оптоволоконной оптикой | |
| CN103674905A (zh) | 双端单基线透射式能见度仪 | |
| RU116652U1 (ru) | Лидарный комплекс для контроля оптического состояния атмосферы | |
| RU228248U1 (ru) | Лидар для зондирования атмосферы | |
| RU160836U1 (ru) | Устройство для регистрации усиления и ослабления обратного рассеяния в атмосфере | |
| RU186572U1 (ru) | Двухволновой поляризационный лидар | |
| RU132902U1 (ru) | Лидарно-фотометрический комплекс дистанционного зондирования атмосферы | |
| CN115421152A (zh) | 激光测距和大气光学参数测量的复合探测系统与方法 | |
| RU166564U1 (ru) | Поляризационный лидар | |
| CN112904308B (zh) | 探测云相态及云水含量的激光雷达系统及方法 | |
| RU202521U1 (ru) | Флуоресцентный многоволновой лидар | |
| CN221926634U (zh) | 一种基于全固态拉曼技术的臭氧激光雷达系统 |