[实用新型]基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风雷达

摘要

本实用新型涉及风力风向测试技术领域，尤其涉及一种基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风雷达，其原理为(1)基于激光偏振效应，利用不同偏振态的激光分别对不同矢量方向上的风速分量进行测量；(2)同时基于激光的自混合效应利用每个偏振态的激光对每个矢量方向上的风速分量进行测量；(3)最后基于矢量测量方法，将两个矢量方向上测得的风速分量进行合成即可得到实际的风速和风向信息。利用该测风雷达进行风速测量，不仅能够获取风速风向数据，而且测量只需单一光路，降低了测量系统的复杂度和成本，测量系统能够采用全光学元件，提高了测风系统的稳定性、可靠性和鲁棒性，同时测量过程对激光器光源线宽要求低，不同类型激光器光源均可实现高精度测量。

主权项

一种基于偏振效应和自混合效应的激光矢量测风雷达，其特征在于：包括激光器、偏振片、偏振分束器、第一分束器、第二分束器、第一探测器、第二探测器和数据处理单元，所述激光器出射激光，所述激光经偏振片形成初始线偏振光，所述初始线偏振光经偏振分束器分成第一线偏振光和第二线偏振光，所述第一线偏振光的偏振方向与第二线偏振光的偏振方向互相正交且两者与初始线偏振光的偏振方向之间的夹角均为45度，所述第一线偏振光和第二线偏振光投射到待测均匀风场中后返回，所述第一线偏振光的投射方向与第二线偏振光的投射方向之间的夹角小于90度，返回的第一线偏振光和第二线偏振光沿原路反馈回激光器谐振腔内形成激光自混合信号，所述激光自混合信号包含有第一线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量和第二线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量，第一线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量和第二线偏振光偏振方向的激光自混合信号分量分别经第一分束器和第二分束器反馈到第一探测器和第二探测器中，第一探测器和第二探测器分别将自己接收到的激光自混合信号分量转换成电信号后输出，数据处理单元对输出的两组电信号分别进行处理分析得出两个矢量方向的风速信息，然后再对两个矢量方向的风速信息进行合成即可得到实际的风速和风向信息。