[發(fā)明專利]一種確定種子激光成功注入的自動檢測和篩選電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610016842.5
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105467400B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高健;孫東松;陳廷娣;竇賢康;趙若燦;鄭俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學技術(shù)大學
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,鄭哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瑞利多普勒測風激光雷達技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種確定種子激光成功注入的自動檢測和篩選電路。

背景技術(shù)

多普勒測風激光雷達以其高分辨率，高精度，大探測范圍，能提供三維風場信息的能力，引起了世界多個國家的關(guān)注和重視，并投入了大量的人力、物力進行研究。

全球風場的主動觀測被世界氣象組織稱為最具意義和挑戰(zhàn)性的氣象觀測之一。精確的大氣風場觀測對提高長期天氣預(yù)報的準確性、風暴預(yù)報的準確性、改進氣候研究模型、軍事環(huán)境預(yù)報、預(yù)報可能的生化武器釋放環(huán)境以提高國防安全等方面具有重大意義。因此國際民航組織、世界氣象組織、各國航空航天研究機構(gòu)正積極開展有關(guān)風場探測系統(tǒng)的研究。在現(xiàn)代數(shù)字軍事上，大氣風場數(shù)據(jù)顯得尤為重要：發(fā)射衛(wèi)星、導(dǎo)彈時，風場資料是安全保障的前提條件；大范圍的風場數(shù)據(jù)可以提高導(dǎo)彈命中率；航空母艦上，機群的安全升空和著落都依賴周圍大氣風場的精確測量。從宏觀角度看，提高上述預(yù)報或預(yù)測的能力不僅有利于我國科學技術(shù)的提升，而且它將直接服務(wù)于人類的生存和生活質(zhì)量。

車載高時空分辨率多普勒測風激光雷達系統(tǒng)的激光發(fā)射系統(tǒng)使用激光器作為激光雷達的光源，激光器系統(tǒng)包括種子激光器，激光頭(包括主震蕩器模塊，閃燈泵浦的量級放大級模塊，二倍頻三倍頻模塊)，激光器電源箱，激光冷水機。其中激光器采用的是種子注入式調(diào)Q脈沖Nd：YAG激光器，德國供應(yīng)，型號為Spitlight2000。

激光器輸出脈沖的中心頻率穩(wěn)定性主要受種子注入效果和種子激光器中心頻率的影響，在工作中激光器的頻率會發(fā)生緩慢的漂移。在三通道技術(shù)中，激光器的正常漂移可以通過鎖定鑒相器實現(xiàn)實時的追蹤和反饋補償?shù)模羌す馄鞯恼Ｆ瓶赡艹霈F(xiàn)一種非正常的工作狀態(tài)，同時出現(xiàn)兩個縱模，即“跳模”現(xiàn)象。相比較激光頻率隨時間的緩慢漂移，“跳模”現(xiàn)象通常是在工作中快速出現(xiàn)，導(dǎo)致激光器的中心頻率在很短的時間改變了一個無法忽略的頻率分量，這種短時間的，大范圍的頻率變動，單靠鎖定系統(tǒng)的實時反饋調(diào)節(jié)會產(chǎn)生較大的誤差。

目前的車載高時空分辨率多普勒測風激光雷達系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的采集是基于型號為Spitlight2000的Nd：YAG激光器的內(nèi)觸發(fā)信號來觸發(fā)采集卡進行數(shù)據(jù)采集，采集卡會將跳模后的無效數(shù)據(jù)也進行采集，在根據(jù)數(shù)據(jù)做風速反演時，這部分無效數(shù)據(jù)會直接影響反演的結(jié)果，最終影響測風的精準度，降低測風的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種確定種子激光成功注入的自動檢測和篩選電路，可以提高測風的精準度和可靠性。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種確定種子激光成功注入的自動檢測和篩選電路，包括：光電探測器、激光頭、脈沖比較電路、門控卡、PMT探測器及數(shù)據(jù)采集卡；其中：

光電探測器及激光頭的輸出端均與脈沖比較電路相連；所述脈沖比較電路對光電探測器及激光頭的輸出信號進行處理后進行比較，并輸出一脈沖信號；

所述門控卡的輸入端與脈沖比較電路相連，輸出端分別與PMT探測器及數(shù)據(jù)采集卡相連；所述門控卡將脈沖比較電路輸出的脈沖信號作為觸發(fā)信號，被觸發(fā)后的門控卡輸出時序信號控制PMT探測器及數(shù)據(jù)采集卡按照一定時序工作；

所述PMT探測器根據(jù)門控卡的時序信號打開和關(guān)閉，并將打開時探測轉(zhuǎn)換的光電信號輸出；

所述數(shù)據(jù)采集卡根據(jù)門控卡的時序信號進行PMT探測器信號的數(shù)據(jù)采集。

進一步的，所述脈沖比較電路包括：精確可編程參考電壓芯片、電位器1、運算放大器、快速比較器、多諧振蕩器及電位器2；其中：

所述精確可編程參考電壓芯片與電位器1相連；所述電位器1用于控制精確可編程參考電壓芯片輸出預(yù)定的電壓值；

所述精確可編程參考電壓芯片、運算放大器、快速比較器及多諧振蕩器依次連接；

所述快速比較器還與光電探測器相連，所述快速比較器用于比較光電探測器與運算放大器輸出的信號大小，并輸出一預(yù)定電壓值的TTL負脈沖信號給多諧振蕩器；

所述多諧振蕩器還與激光頭及電位器2相連；所述多諧振蕩器用于根據(jù)電位器2的控制將激光頭的輸出信號調(diào)制成固定脈寬的TTL信號，并判斷快速比較器輸出信號的上升沿是否在所述固定脈寬的TTL信號內(nèi)，若是，則輸出預(yù)定電壓值的TTL脈沖信號。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，在系統(tǒng)中加入了脈沖比較電路，從而判斷種子光是否成功注入；如果種子光注入成功，則輸出一個脈沖信號，觸發(fā)采集卡工作，采集數(shù)據(jù)；如果種子光注入不成功，則不輸出信號，不讓采集卡采集數(shù)據(jù)，從而提高了測風的精準度和可靠性。

附圖說明