昆山特种毫米波测风雷达设计

主要用途激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径，而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面，为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料，并取得了***的经济效益，展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比，具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据，机载LIDAR技术正好满足这个需求，因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。前期勘测：替代传统测风塔，降低30%勘测成本，缩短20%周期。昆山特种毫米波测风雷达设计

云雷达通过发射35GHz（毫米波）或激光频段电磁波，接收云粒子反射信号获取物理参数 [1] [8]。典型设备如西安华腾毫米波测云仪可探测15km内云结构，具备垂直速度检测能力 [1] [3]。双波段云雷达（WR-KuKa型）则能获取100km高度内的回波强度与极化信息，生成云水含量等二次数据产品 [6]。毫米波云雷达：采用顶空垂直探测，填补国内垂直云探测装备空白，适用于机场等重点区域天气监测 [3]2.双波段云雷达：实现多参数同步观测，2024年应用于乌鲁木齐沙漠气象研究 [6]苏州特种毫米波测风雷达设计精度指标：风速误差≤0.1m/s，风向误差≤1°，数据有效率超99%。

一次雷达一次雷达追踪目标是一个无源反射体，如飞机、舰船等，目标物反射电磁波，雷达将其吸收作为回波信号。但是一次雷达要求雷达发射机具有足够大的发射频率，耗电量大；探测距离较近；距离远时回波信号弱，无法满足工作需求，因此在此基础上发展出了二次雷达。风廓线雷达（如图1）是利用大气湍流对电磁波的散射作用对大气风场进行探测的，是应用微波遥感探测原理实现自动化大气探测的先进设备。风廓线雷达属于一次雷达，主要对晴空大气进行探测，因此又称“晴空雷达”。风廓线雷达具有一次雷达的弊端，但是其可以同时探测多种气象资料，如回波功率、径向速度等，而且所提供的资料都具有很高的时间和空间分辨率，并且精度很高，以廓线的形式给出，更直观也更方便地应用于数值预报模式中

激光雷达使用InGaAs 雪崩二极管探测器, 噪声等效功率NEP =0 .8 ×10-8W , **小可探测信号功率MDP =1 .5 ×10-7W , 完成了距离成像的实验, 距离分辨率为0 .25m , 最大距离为2km 。与此同时, 美国Fibertek公司研制用于直升机防撞的样机, 激光波长为1.54μm , 脉冲重复频率为15kHz , 脉冲能量为100μJ , 脉冲宽度为5ns , 扫描方式采用圆周平移扫描, 已在直升机上进行了两次试验。对要求中等以上功率的应用而言, 二极管激光泵浦固体激光主动成像雷达有很大的应用前景。这种固体激光主动成像雷达有输出功率高、脉冲重复频率高、体积小、质量轻、可靠性高等优点。另外应用可调谐固体激光器和倍频固体激光的波长可调, 又开辟了许多新的应用领域。虽然DPL 激光成像雷达的发展历史还很短, 但其发展潜力是不容置疑的. [2]功耗与成本：功耗低于50W，成本较传统激光雷达降低40%，支持大规模部署。

主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时，还能测出各层的高度。由于云粒子比降水粒子小，测云雷达的工作波长较短。测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。对于含水量较大的低层云,如积雨云、冰雹等,测云雷达的波束难以穿透，只能用测雨雷达探测。计算公式目标距离的测定：由电磁波的传播速度(近似v=c)和探测脉冲与回波信号之间的时间间隔Δt来确定。r=c Δt /2通常，时间间隔以μs为单位，故上式可写成：r=0.15Δt(km)或r=150Δt (m)地面测风雷达：安装在地面上，主要用于测量低层大气的风场。苏州特种毫米波测风雷达设计

山区风场：在乌蒙山区等复杂地形中，验证了凝冻、雨雾天气下的数据稳定性。昆山特种毫米波测风雷达设计

激光器采用先进的高重复率的二极管泵浦固体激光器, 工作波长为1.54μm , 对人眼安全。激光雷达系统包括两个部分:传感器和电子单元。传感器包括发射机、接收机和扫描器及其它光学部分;电子单元包括:计算机、数据采集和视频硬件部分、计时电路、电源、冷却部分等, 同时有一个地面站配备工作站和视频设备协助进行信号处理。 [5]激光在直升机前方进行大范围扫描, 扫描器由两个双楔形硅棱镜组成, 一个光楔旋转形成圆形扫描光斑, 另一个光楔前后振动以移动圆形扫描光斑。扫描器有效孔径为8 .2m(2.5f t)。昆山特种毫米波测风雷达设计

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