探測微尺度風(fēng)切變場的多普勒激光雷達(dá)研究.pdf

1、微尺度風(fēng)場探測在提高飛機起降及航空航天器收發(fā)過程中的安全性、增加機場容量、提高風(fēng)電機組的風(fēng)能利用效率等方面具有重要的意義。傳統(tǒng)的風(fēng)場探測手段不能很好地滿足微尺度風(fēng)場的探測要求。目前，只有直接探測多普勒測風(fēng)激光雷達(dá)能夠?qū)θ蚍秶娜S風(fēng)場進(jìn)行高精度、高時空分辨率的探測。
　　 本文從基本原理和工程實際出發(fā)，對用于微尺度風(fēng)切變場探測的多普勒激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究。系統(tǒng)以氣溶膠為探測目標(biāo)，采用基于Fabry-Perot標(biāo)準(zhǔn)具的雙邊

2、緣直接探測技術(shù)和PPI掃描模式實現(xiàn)微尺度風(fēng)切變場的探測。其中對系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵參數(shù)，尤其是系統(tǒng)的關(guān)鍵鑒頻器件——Fabry-Perot標(biāo)準(zhǔn)具的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。給出了風(fēng)切變場反演方法，并根據(jù)各個單元設(shè)計的具體參數(shù)對系統(tǒng)的總體探測性能進(jìn)行了分析。理論計算結(jié)果表明：在能見度大于10km的天氣條件下，系統(tǒng)在0～8km的風(fēng)速誤差小于0.9m/s情況下，達(dá)到設(shè)計要求。最后，采用Monte-Carlo方法對系統(tǒng)風(fēng)切變的探測性能進(jìn)行了模擬分析