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非相干激光测风雷达理论模拟及光学系统和软件设计

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文摘

英文文摘

第一章引言

第一节研究目的和意义

第二节激光多普勒测速原理

第三节大气气溶胶和分子散射

第四节激光多普勒测风雷达发展概况

第五节本论文主要研究内容

第二章基于碘分子吸收滤波器的非相干激光多普勒测风原理

第一节非相干检测技术

第二节碘分子吸收滤波器

第三节测量原理

第四节测量灵敏度和误差分析

第五节大气径向风速反演方法

第六节大气风场反演方法

第三章非相干激光多普勒测风雷达

第一节系统总体设计

第二节激光发射系统

第三节光学接收系统

第四节控制和处理系统

第四章系统软件设计

第一节软件总体设计

第二节数据库设计

第三节扫描转镜控制

第四节实时测量软件初始化

第五节碘分子吸收线扫描子系统

第六节激光输出频率锁定子系统

第七节大气径向风速测量子系统

第八节大气风场反演和开发产品子系统

第五章现场实验

第六章结论

参考文献

致谢

图表索引

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摘要

作者参与研制了中国第一台地基非相干激光多普勒测风雷达.该激光测风雷达采用基于碘分子吸收滤波器的边缘检测技术探测了大气风场.在激光雷达雷达系统中,利用激光种子注入技术和激光频率锁定技术产生线宽约为90MHz的、频率稳定的倍频Nd:YAG激光脉冲输出.大气Rayleigh和Mie回向散射信号由扫描转镜和Φ200mm的Cassegrain望远镜接收,并使用碘分子1109吸收线的高波数边缘作为边级滤波检出信号中的多普勒频移信息.激光测风雷达系统软件基于windows平台,完成对整个雷达工作流程的实时控制和大气风场的准实时反演.论文最后对系统中的不足之处提出了改进方案.作者在论文中首次详细论述了同时利用rayleigh和Mie回向散射的基于磺分子滤波器的非相干激光测风原理,推导了大气径向风速公式,分析了测量灵敏度和没量误差,给出了大气水平风场反演算法.

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