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常熟智能化毫米波測風(fēng)雷達(dá)設(shè)計

來源: 發(fā)布時間:2025-09-24

用激光器作為發(fā)射光源,采用光電探測技術(shù)手段的主動遙感設(shè)備。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)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(dǎo)體激光器及波長可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴(kuò)束單元等組成;接收系統(tǒng)采用望遠(yuǎn)鏡和各種形式的光電探測器,如光電倍增管、半導(dǎo)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(dá)采用脈沖或連續(xù)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(dá)。不受雨霧、霜凍、光照強(qiáng)度影響,可在雷暴、濃霧等惡劣天氣下穩(wěn)定工作。常熟智能化毫米波測風(fēng)雷達(dá)設(shè)計

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二極管泵浦固體激光成像雷達(dá)(Diode-pumped solid state laser radar)是以半導(dǎo)體激光二極管泵浦的固體激光器為**器件,集發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和掃描器于一體的主動探測系統(tǒng)。其采用高重復(fù)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(yīng)用包括Nd:YAG、Nd:YLF等激光器類型 [1-2]。該技術(shù)始于20世紀(jì)80年代末,90年代美國林肯實驗室研制的火池測距雷達(dá)實現(xiàn)了2kW峰值功率、2km探測距離及0.25m分辨率。Fibertek公司開發(fā)的直升機(jī)防撞系統(tǒng)采用1.54μm波長激光器,設(shè)置15kHz脈沖重復(fù)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(lǐng)域主要應(yīng)用于巡航導(dǎo)彈精確制導(dǎo)、彈道測風(fēng)雷達(dá)風(fēng)速測量,民用領(lǐng)域覆蓋機(jī)器人視覺、環(huán)境污染監(jiān)測等場景 [1] [3-4]。吳江區(qū)耐用毫米波測風(fēng)雷達(dá)費(fèi)用前期勘測:替代傳統(tǒng)測風(fēng)塔,降低30%勘測成本,縮短20%周期。

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正是由于固體激光器本身的優(yōu)點(diǎn)和近幾年來固體激光技術(shù)的重大突破, 固體激光雷達(dá)在成像, 遠(yuǎn)程目標(biāo)跟蹤和識別等領(lǐng)域呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿ΑC绹氏冗M(jìn)行了二極管泵浦固體激光制導(dǎo)技術(shù)的研究。90 年代初期, 美國Hercules 防御中心成功研制一臺用于戰(zhàn)場監(jiān)視的1.32μm 固體激光成像雷達(dá), 采用光柵掃描成距離像。該發(fā)射系統(tǒng)采用了連續(xù)波激光二極管泵浦Q 開關(guān)Nd :YLF激光器, 輸出峰值功率為2kW , 發(fā)散角為0 .5mrad ,光束直徑為5mm 。接收機(jī)天線直徑為48mm , 焦距為2 .5mm , 光斑尺寸為0 .25mrad 。

一次雷達(dá)一次雷達(dá)追蹤目標(biāo)是一個無源反射體,如飛機(jī)、艦船等,目標(biāo)物反射電磁波,雷達(dá)將其吸收作為回波信號。但是一次雷達(dá)要求雷達(dá)發(fā)射機(jī)具有足夠大的發(fā)射頻率,耗電量大;探測距離較近;距離遠(yuǎn)時回波信號弱,無法滿足工作需求,因此在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了二次雷達(dá)。風(fēng)廓線雷達(dá)(如圖1)是利用大氣湍流對電磁波的散射作用對大氣風(fēng)場進(jìn)行探測的,是應(yīng)用微波遙感探測原理實現(xiàn)自動化大氣探測的先進(jìn)設(shè)備。風(fēng)廓線雷達(dá)屬于一次雷達(dá),主要對晴空大氣進(jìn)行探測,因此又稱“晴空雷達(dá)”。風(fēng)廓線雷達(dá)具有一次雷達(dá)的弊端,但是其可以同時探測多種氣象資料,如回波功率、徑向速度等,而且所提供的資料都具有很高的時間和空間分辨率,并且精度很高,以廓線的形式給出,更直觀也更方便地應(yīng)用于數(shù)值預(yù)報模式**能擴(kuò)展:除風(fēng)速風(fēng)向外,可輸出回波功率信息,輔助葉片前緣侵蝕監(jiān)測。

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體積和質(zhì)量小于未改進(jìn)系統(tǒng)(從原來的4441kg (2014lb) 4107m3(115f t3)縮小到617kg(280lb)893m3(25f t3)。表1 是LADAR 系統(tǒng)的主要參數(shù)。該系統(tǒng)的主要研究目的是在飛行中測量風(fēng)的剖面圖, 即距離分辨的三維實時風(fēng)速, 以提高空投精度。“空投彈道風(fēng)研究計劃”主要是研究一種技術(shù)以改進(jìn)貨物或人從32 .808km(10000f t)高度空投精度。重點(diǎn)是發(fā)展第三代激光雷達(dá)系統(tǒng), 即二極管泵浦固體激光雷達(dá)系統(tǒng)。雖然激光雷達(dá)系統(tǒng)可以在多種條件下工作, 但是目前的技術(shù)還不能滿足空軍的多種應(yīng)用需求。除了飛行驗證和現(xiàn)象觀察研究外, “空軍彈道風(fēng)研究計劃”一直致力于開發(fā)新技術(shù)以發(fā)揮固體激光雷達(dá)更大的潛力。因此它們的研究重點(diǎn)是:研究新的固體激光材料和結(jié)構(gòu);設(shè)計出更加有效的激光腔;研究新的泵浦二極管波長等。隨后的發(fā)展重點(diǎn)是研究小型化10W的人眼安全的固體激光雷達(dá)系統(tǒng), 以期在所有飛機(jī)上部署。應(yīng)用價值:通過前饋控制優(yōu)化風(fēng)機(jī)偏航角度,提升發(fā)電效率5%-8%。昆山附近毫米波測風(fēng)雷達(dá)廠家直銷

隨著技術(shù)的發(fā)展,毫米波雷達(dá)的性能和應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展。常熟智能化毫米波測風(fēng)雷達(dá)設(shè)計

天線:發(fā)射/接收電磁波饋線:傳導(dǎo)電磁波伺服:天線等的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)射機(jī):產(chǎn)生電磁波接收機(jī):接收處理電磁波信號處理:處理回波信息產(chǎn)品生成:根據(jù)算法,生成應(yīng)用產(chǎn)品/控制雷達(dá)顯示終端:顯示產(chǎn)品、控制雷達(dá)測云雷達(dá)回波不僅可以確定探測目標(biāo)的空間位置、形狀、尺度、移動和發(fā)展變化等宏觀特性,還可以根據(jù)回波信號的振幅、相位、頻率和偏振度等確定目標(biāo)物的各種物理特性,例如云中含水量、降水強(qiáng)度、風(fēng)場、鉛直氣流速度、大氣湍流、降水粒子譜、云和降水粒子相態(tài)以及閃電等。常熟智能化毫米波測風(fēng)雷達(dá)設(shè)計

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