姑蘇區質量毫米波測風雷達設計

二極管泵浦固體激光成像雷達（Diode-pumped solid state laser radar）是以半導體激光二極管泵浦的固體激光器為**器件，集發射機、接收機和掃描器于一體的主動探測系統。其采用高重復頻率激光器與雪崩二極管探測器，具備體積小、無需制冷的特性，支持掃描與非掃描成像模式，波長范圍覆蓋1μm和2μm至3μm，典型應用包括Nd:YAG、Nd:YLF等激光器類型 [1-2]。該技術始于20世紀80年代末，90年代美國林肯實驗室研制的火池測距雷達實現了2kW峰值功率、2km探測距離及0.25m分辨率。Fibertek公司開發的直升機防撞系統采用1.54μm波長激光器，設置15kHz脈沖重復頻率與5ns脈寬，通過圓周平移掃描識別高壓電纜等障礙物 [2] [5]。***領域主要應用于巡航導彈精確制導、彈道測風雷達風速測量，民用領域覆蓋機器人視覺、環境污染監測等場景 [1] [3-4]。單臺設備覆蓋傳統3-5座測風塔功能，投資回收期縮短至2年內。姑蘇區質量毫米波測風雷達設計

用激光器作為發射光源，采用光電探測技術手段的主動遙感設備。激光雷達是激光技術與現代光電探測技術結合的先進探測方式。由發射系統、接收系統 、信息處理等部分組成。發射系統是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器以及光學擴束單元等組成；接收系統采用望遠鏡和各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等組合。激光雷達采用脈沖或連續波2種工作方式，探測方法按照探測的原理不同可以分為米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射、熒光、多普勒等激光雷達。姑蘇區質量毫米波測風雷達設計通過測量發射信號與回波的時間差（飛行時間）計算距離，結合多普勒效應測速，實現24小時連續監測。

雷達測風是通過雷達追蹤攜帶反射靶或應答器的探空氣球，測定仰角、方位角和斜距以推導高空風場數據的大氣探測技術，主要分為一次雷達測風和二次雷達測風兩類。前者利用目標反射信號定位，后者通過無線電**模式提升測距效率，其探測數據可改善數值天氣預報模式精度 [1] [4] [7]。風廓線雷達作為一次雷達變種，利用大氣湍流散射實現晴空探測，可獲取時間和空間分辨率達“分鐘級、百米級”的風速、風向及垂直氣流數據 [2] [5-6]。現代技術發展出激光測風雷達，采用多普勒相干探測原理解析氣溶膠運動頻移信號，測量精度達風速＜0.6米/秒、風向＜7°，并可通過掃描機構構建時空模型合成三維風場 [3] [8-9]。毫米波測風雷達利用湍流反射毫米波實現10-300米風場精細化測量 [10]。漂浮式激光雷達進一步擴展了海上風能資源測量應用，具備自定義測量層和浮標平臺穩定性設計 [11]。

二極管泵浦固體激光雷達的研究始于80 年代末, 90 年代的后期得到了迅猛發展。應用比較成功的如林肯實驗室的火池測距二極管泵浦Nd :YAG 激光雷達。二極管泵浦固體激光雷達已經廣泛應用于大氣測污、大氣風場測量、環境監測等領域。文中主要介紹二極管泵浦固體激光雷達在精確制導、風速測量及直升機防撞等方面的應用及研究進展。 [2]80 年代后期, 隨著二極管泵浦固體激光器(DPL)的發展, 固體激光器**提高了效率和重復頻率, 克服了熱效應等缺點, 實現單模穩定運轉, 高穩頻, 高功率, 高效率和高光束質量, 并使器件向小型化發展。前期勘測：替代傳統測風塔，降低30%勘測成本，縮短20%周期。

晴空回波：在大氣中的無云區或很小粒子所組成的云區探測到回波。氣象條件兩種：一是大氣中存在折射指數不均勻的區域，即湍流大氣造成了對雷達波的散射；二是分層大氣中存在折射指數垂直梯度很大的區域，即大氣對雷達波造成了鏡式反射。雷達（Radar，即 radio detecting and ranging），意為無線電搜索和測距。它是運用各種無線電定位方法，探測、識別各種目標，測定目標坐標和其它情報的裝置。其中，天線是雷達實現大空域、多功能、多目標的技術關鍵之一；信號處理器是雷達具有多功能能力的**組件。功耗與成本：功耗低于50W，成本較傳統激光雷達降低40%，支持大規模部署。相城區特種毫米波測風雷達廠家電話

測風雷達是一種用于測量大氣風速和風向的雷達設備。姑蘇區質量毫米波測風雷達設計

之后，空載激光掃瞄儀隨即發展相當快速，約從1995年開始商業化，已有10多家廠商生產空載激光掃瞄儀，可選擇的型號超過30種（Baltsavias-1999）。研發空載激光掃瞄儀的原始目的是觀測多重反射（multiple echoes）的觀測值，測出地表及樹頂的高度模型。由于其高度自動化及精確的觀測成果用空載激光掃瞄儀為主要的DTM生產工具。研發進程美國諾斯羅普公司為美國**高級研究計劃局研制的ALARMS機載水雷探測系統，具有自動、實時檢測功能和三維定位能力，定位分辨率高，可以24小時工作，采用卵形掃描方式探測水下可疑目標。姑蘇區質量毫米波測風雷達設計

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