Fabry-Perot干涉仪用于非相干激光测风的模拟与分析

摘要

大气风场是不可或缺的气象参量，它关系到社会的生产、生活、科研和军事等各个方面，世界各国越来越重视风场数据的获取。非相干测风激光雷达是目前风场测量的最先进的技术之一，它可以提供高精度、高分辨率的大气风场信息，是星载测风激光雷达的首选技术。 在非相干激光测风技术中，基于Fabry-Perot干涉仪的双边缘技术是其中最重要的技术之一。本论文基于Korb等人的理论，模拟计算了不同的Fabry-Perot干涉仪参数对系统性能的影响，并分析了如何配置Fabry-Perot干涉仪的参数可使得系统的性能达到最佳；本论文系统模拟并分析了大气温度和大气后向散射比对系统性能的影响；Fabry-Perot干涉仪的温度变化和入射到Fabry-Perot干涉仪上的回波发散角是影响系统性能的两个非常重要的两个因素，本论文模拟计算并分析了这两个因素对系统性能的影响，得出：设置锁频通道是减小由Fabrv-Perot干涉仪的温度变化引起的干涉仪的频率漂移的有效办法；若要达到一定的测风精度，必须对Fabry-Perot干涉仪上的回波发散角进行控制。Rayleigh散射线型的选择对Fabry-Perot干涉仪参数的选取会产生一定的影响，本论文分析了在两种不同的Rayleigh线型下Fabry-Perot干涉仪参数的选取。 太阳背景光的影响使得激光雷达在白天工作时系统的性能变得很差，由于Fabry-Perot干涉仪带宽非常窄，因此可用作窄带滤波器以滤除白天太阳背景光。本论文模拟并分析了Fabry-Perot干涉仪用作太阳背景光窄带滤波器时对系统性能的影响，并对Fabry-Perot干涉仪与传统干涉滤光片搭配使用与仅使用传统干涉滤光片的情况对系统性能的影响进行了比较。模拟结果表明：在本文选定的参数下，在13km高度以上，使用Fabry-Perot干涉仪作滤波器的系统性能优于未使用Fabry-Perot干涉仪的情况。 本论文进行了非相干激光雷达信号仿真的工作。仿真软件在已知风速剖面的情况下，可实现仿真激光雷达信号的功能。

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文摘

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0前言

1概述

2原理

3 Fabry-Perot干涉仪用作鉴频器的模拟与分析

4 Fabry-Peort干涉仪用作太阳背景光窄带滤波器

5.非相干双边缘激光雷达信号仿真

6.结论与展望

参考文献：

致谢