1 550 nm相干激光测风雷达微弱回波信号处理

摘要

针对激光测风雷达回波信号极其微弱,直接快速傅里叶变换(FFT)后无法得到回波信号频域幅值的问题,该文提出了嵌入现场可编程门阵列(FPGA)的数字中频信号处理方法,有效地提取了回波信号频域幅值。激光测风雷达的回波信号是相干激光脉冲信号经过空气中气溶胶后向散射的信号,由于空气中气溶胶浓度小以及激光发射功率限制,回波信号微弱,首先将模拟回波信号经过中频放大器进行信号放大,再进入模数转换器(ADC)采样,然后采用补零FFT和FFT频谱累积等数字中频信号处理方法,提高微弱回波信号的信噪比,从而有效识别了回波信号中含有风速信息的频域幅值。结果表明,经过试验可得2 km内稳定的风速,精度可达0.1 m/s。