1、本文報(bào)道了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)基于大氣氣溶膠后向散射的雙邊緣測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)。 第一章為綜述，敘述了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科研意義及其發(fā)展史。測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)對(duì)提高長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性、風(fēng)暴預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性、改進(jìn)氣候研究模型、軍事環(huán)境預(yù)報(bào)、預(yù)報(bào)可能的生化武器釋放環(huán)境以提高國(guó)防安全等方面具有重大意義。歐共體、美國(guó)、日本的多家研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)建成地基、車(chē)載、機(jī)載測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)，星載測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)也在積極準(zhǔn)備中。 第二章講述了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的基本

2、原理。直接探測(cè)方法中，邊緣技術(shù)將激光出射頻率鎖定在鑒頻器陡峭邊緣上，較小的頻移將導(dǎo)致較大的信號(hào)強(qiáng)度變化。雙邊緣技術(shù)是邊緣技術(shù)的有效改進(jìn)：一方面其承襲了單邊緣技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：另一方面它提高了測(cè)量靈敏度并且可以分別反演回波信號(hào)中的瑞利和氣溶膠成分，從而消除瑞利背景的影響。在此理論基礎(chǔ)上，作者開(kāi)發(fā)了大氣風(fēng)場(chǎng)反演程序，并給出風(fēng)速誤差的時(shí)空分布。 基于氣溶膠后向散射的雙邊緣測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)設(shè)計(jì)中，本文提出獨(dú)特的F-P標(biāo)準(zhǔn)具的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。首先，確

3、定自由譜間距后，將標(biāo)準(zhǔn)具透過(guò)率函數(shù)表達(dá)為唯一的系統(tǒng)參數(shù)——反射精細(xì)度的函數(shù)。其次，在設(shè)計(jì)過(guò)程中主動(dòng)地考慮了透過(guò)率曲線的主要頻譜展寬因素。最后，通過(guò)估算僅存在量子噪聲極限時(shí)的相對(duì)測(cè)量誤差與反射精細(xì)度的關(guān)系，給出了標(biāo)準(zhǔn)具所有的工作參數(shù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)。 本章最后簡(jiǎn)單介紹了信號(hào)模擬，從而可以估計(jì)測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的性能。 第三章介紹了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)與工作時(shí)序。在直接測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的接收光路中安裝CCD監(jiān)視器，發(fā)現(xiàn)入射到

4、標(biāo)準(zhǔn)具上光斑的形狀及其強(qiáng)度分布將引入較大的系統(tǒng)誤差。通過(guò)在傳導(dǎo)光纖上安裝擾模器，并在反演風(fēng)速時(shí)引入強(qiáng)度分布函數(shù)，可以減小光斑引起的誤差。 在實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中，為解決光子計(jì)數(shù)探測(cè)器容易飽和的缺點(diǎn)，改進(jìn)了原先光路設(shè)計(jì)，使用光纖后向散射信號(hào)作為參考光。為了確保出射激光頻率在雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具的中心位置，采用了透過(guò)率反饋信號(hào)調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)具腔長(zhǎng)。 第四章描述了系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)采集方法。給出了典型實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與安徽省氣象局多普勒雷達(dá)進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)