2μm相干激光測風(fēng)雷達(dá)信號提取與仿真.pdf

1、相干激光測風(fēng)雷達(dá)，采用收發(fā)合置光學(xué)天線，脈沖外差探測體制，能夠探測到大氣中氣溶膠的后向散射信號，并從中提取多普勒頻率信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)反演，獲取大氣二維或三維風(fēng)場信息，是目前研究中小尺度氣象現(xiàn)象的最有效手段之一。
　　論文主要研究了相干激光測風(fēng)雷達(dá)回波信號的提取方法，并進(jìn)行了數(shù)值和半實物仿真。從理論上分析了相干激光測風(fēng)雷達(dá)回波信號的時頻特性，在噪聲和雜波干擾下，目標(biāo)回波信號的信噪比非常低。據(jù)此，本文圍繞在極低信噪比情況下，提取激光測風(fēng)

2、雷達(dá)微弱的回波信號及其頻譜，進(jìn)行了仿真實驗。
　　首先，簡要介紹了相干激光測風(fēng)雷達(dá)的理論基礎(chǔ)。重點(diǎn)介紹了相干激光測風(fēng)雷達(dá)的工作原理和雷達(dá)回波信號提取的主要理論方法，即脈沖積累技術(shù)和匹配濾波技術(shù)。
　　其次，研究了回波信號及雜波、噪聲的統(tǒng)計特性，通過仿真產(chǎn)生了目標(biāo)回波及檢測背景噪聲，模擬了雷達(dá)回波信號，并在此基礎(chǔ)上對回波脈沖信號進(jìn)行相參積累和非相參積累仿真處理。仿真結(jié)果表明，脈沖積累技術(shù)可以有效的提高回波的信噪比，積累了75個

3、回波脈沖，信噪比增益大約為20dB。
　　再次，進(jìn)一步研究了匹配濾波技術(shù)，對相參脈沖串進(jìn)行了匹配濾波及仿真實驗；并將窄帶多普勒匹配濾波器組應(yīng)用到激光測風(fēng)雷達(dá)中。然后對激光測風(fēng)雷達(dá)信號的提取系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，準(zhǔn)確提取出速度為10m/s，距離雷達(dá)6Km處的目標(biāo)，驗證了本文所提出的信號提取算法的可行性。
　　最后，針對相干激光測風(fēng)雷達(dá)信號處理的技術(shù)要求，對其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件進(jìn)行了方案設(shè)計，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了軟件的開發(fā)，采集到了經(jīng)過