Denne PhD-afhandling vurderer den praktiske opbygning og brug af en koherent Doppler lidar, som moduleres med Frequency Stepped Pulse Trains (dvs en FSPT lidar) til at måle vindhastigheder.Vindhastigheden måles ved Doppler-effektens farve-forskydning af laser-lys, som reflekteres af de aerosoler, der med vinden bevæger sig hen imod eller væk fra lidaren. Hovedbegreber som fx heterodyn detektion, signal/støj-ratio, probe længde, måleafstand og fart-præcision udvikles. På basis heraf introduceres FSPT lidaren og den generelle opstilling forklares.En Lightwave Synthesized Frequency Sweeper (LSFS) introduceres og analyseres som modulationskilde for en FSPT lidar. LSFS’ens opbygning diskuteres og nødvendige begreber for at modellere og analysere støjkilderne i en LSFS udvikles. Modellen og konkrete målinger bruges til at diskutere udviklingen af støj i en LSFS og den virkning det har på en FSPT lidar.En kompleks ABCD-model beskrives og udvikles som en måde at beregne lidar-signalets afhængighed af rum- og frekvensforhold. Modellen dækker både rum- og tidsmæssige aspekter af lidarsystemet og man kan derfor modellere både CW-, puls- og FSPT-modulerede lidarer.Der vises målinger af en FSPT-lidars afstands-afhængigheder og en oversættelse af afstands-intervaller til frekvens-udsnit. Det vises, at de målte afstands-afhængigheder korrelerer med den komplekse ABCDmodels forudsigelser, hvilket støtter modellen.Endelig vises faktiske proof-of-concept-målinger af vindhastighed, foretaget med en FSPT lidar. Dennes fordele og ulemper i forhold til CW- og puls-modulerede lidarer diskuteres, sammen med udviklings- og forbedringsmuligheder.
展开▼
