直接探測(cè)激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)是有效測(cè)量大氣風(fēng)速的一種工具,它利用氣溶膠粒子和大氣分子散射光的多普勒頻移來(lái)測(cè)量風(fēng)速。為實(shí)現(xiàn)大氣三維風(fēng)場(chǎng)的測(cè)量,需要雷達(dá)系統(tǒng)的各個(gè)部分的精密協(xié)同與配合。基于此,本文開(kāi)發(fā)了LabVIEW軟件為平臺(tái)的控制系統(tǒng)。
　　對(duì)控制系統(tǒng)各個(gè)硬件卡進(jìn)行硬件的控制開(kāi)發(fā),并作為一個(gè)子硬件模塊,便于雷達(dá)系統(tǒng)各部分的調(diào)用。根據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)各部分所實(shí)現(xiàn)的不同功能,開(kāi)發(fā)各自的功能模塊,完成獨(dú)自的任務(wù)。這些功能模塊主要包括:收發(fā)同軸調(diào)整、二維轉(zhuǎn)臺(tái)掃描、

2、工作點(diǎn)掃描、工作點(diǎn)鎖定以及微弱信號(hào)檢測(cè)與處理。依據(jù)雷達(dá)的工作流程,將各個(gè)功能模塊有序的組合起來(lái),讓激光雷達(dá)能夠快速、精準(zhǔn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　本文著重對(duì)工作點(diǎn)鎖定、回波信號(hào)檢測(cè)與處理兩部分進(jìn)行了較深入研究。工作點(diǎn)的漂移會(huì)對(duì)激光雷達(dá)信號(hào)的測(cè)量帶來(lái)相當(dāng)大的誤差,對(duì)此本文開(kāi)發(fā)了一種PI型控制器。研究分析了參數(shù)整定的幾種方法,確定最佳整定參數(shù)。應(yīng)用此PI型控制器進(jìn)行了工作點(diǎn)鎖定實(shí)驗(yàn),獲得了0.5MHz的鎖定精度,較好的滿足了雷達(dá)系統(tǒng)1MHz的指標(biāo)

3、要求。
　　回波信號(hào)的檢測(cè)與處理關(guān)系到采集信號(hào)的準(zhǔn)確性,并影響到雷達(dá)系統(tǒng)的工作時(shí)序。將回波信號(hào)分成了模擬段和光子計(jì)數(shù)段分別處理,克服回波信號(hào)隨距離衰減較快的不利因素,增加探測(cè)距離。單一徑向方向上回波信號(hào)的多次測(cè)量,消除了噪聲的影響;采用光子數(shù)累加的方式,能夠更加準(zhǔn)確的反映遠(yuǎn)場(chǎng)回波信號(hào)的強(qiáng)度。基于此,開(kāi)發(fā)了回波信號(hào)檢測(cè)與預(yù)處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)的單次測(cè)量與單次處理,減少了不必要的大量回波信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),有利于提高雷達(dá)工作的效率。最后