[发明专利]基于宽谱选通相干探测的瑞利多普勒测风激光雷达

摘要

本发明公开了一种基于宽谱选通相干探测的瑞利多普勒测风激光雷达。本发明使用带通滤波器滤除回波信号电流中的气溶胶米散射信号，并使用前置放大器对分子瑞利散射信号进行放大。使用可调带通滤波器对放大后的瑞利信号进行范围内的扫描滤波，实现电学上的扫描式鉴频器结构。本发明既使用了相干探测中，对弱信号具有放大作用、检测灵敏度高的优点，又利用了直接探测中使用鉴频器对回波信号进行鉴频，数据处理计算量小的优点。解决了传统相干测风激光雷达无法探测分子宽谱瑞利信号的问题，实现了相干多普勒测风激光雷达在测温和中高空探测的应用。

主权项

1.基于宽谱选通相干探测的瑞利多普勒测风激光雷达，其特征在于，包括：连续波激光器(1)、光纤分束器(2)、光调制器(3)、激光放大器(4)、光纤环形器(5)、望远镜(6)、混频器(7)、光电探测器(8)、带通滤波器(9)、前置放大器(10)、功率分配器(11)、可调带通滤波器(12)、多通道采集卡(13)和数字信号处理模块(14)；其中，连续波激光器(1)的输出端与光纤分束器(2)的入光口连接，所述光纤分束器(2)将输入的光信号分为信号光和本振光，信号光接入光调制器(3)的入光口，光调制器(3)的出光口连接激光放大器(4)的入光口，激光放大器(4)的出光口连接光纤环形器(5)的输入端，光纤环形器(5)的收发端连接望远镜(6)，光纤环形器(5)的输出端连接混频器(7)的第一输入端；本振光接入混频器(7)的第二输入端；混频器(7)的输出端连接光电探测器(8)的输入端；光电探测器(8)的输出端连接带通滤波器(9)的输入端，带通滤波器(9)的输出端连接前置放大器(10)的输入端；前置放大器(10)的输出端连接功率分配器(11)的输入端；所述功率分配器(11)包括至少两个输出端，功率分配器(11)的第一输出端连接多通道采集卡(13)的第一输入端，功率分配器(11)第二输出端连接可调带通滤波器(12)的输入端；可调带通滤波器(12)的输出端连接多通道采集卡(13)的第二输入端，多通道采集卡(13)输出端连接数字信号处理模块(14)；所述可调带通滤波器(12)用于对输入的探测信号进行滤波，形成扫描式鉴频器，通过频谱选通，根据预设的输入信号的频率与输出信号强度的映射关系，将信号的频率变化转换为强度变化。