[實用新型]一種測風雷達

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720367386.9
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN206757044U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 郭京偉;蘇國強
• 申請（專利權）人: 北京怡孚和融科技有限公司
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及雷達技術領域，具體涉及一種測風雷達。

背景技術

現(xiàn)有技術中用于測量大氣風速和風向的雷達系統(tǒng)涉及直接探測和相干探測兩種探測方式。

由于空氣中氣溶膠微粒的組分及密度在不斷變化，測風雷達接收機輸出的多普勒差頻信號幅度存在很大的起伏，信號處理時中頻信號的信噪比不可避免地有大的起伏，由于測風雷達的探測對象是反射率極低的氣溶膠微粒，測風雷達的信號處理不可避免的成為低信噪比條件下的信號處理，信噪比會直接影響測頻精度，進而影響風速測量精度，雖然相干探測具有測量相對精度高，作用距離較遠的特點，但是相干探測產(chǎn)品的制造成本高，產(chǎn)品售價非常昂貴，一般企業(yè)根本無法負擔。直接探測測風雷達是一種成本相對較低的產(chǎn)品，但是現(xiàn)有技術中直接探測測風雷達結(jié)構復雜，使用光學器件非常多，一方面增加了生產(chǎn)成本和維修成本，另一方面，過多的光學器件可能造成光路調(diào)節(jié)困難，或?qū)κ褂玫母鞴鈱W鏡片要求較為苛刻，必須使用對激光器偏振方向一致的元件；除了上述問題，光學發(fā)射器的結(jié)構設計復雜也可能直接導致控制器設計更加精密，無形中增加了研發(fā)成本。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種成本低、體積小，結(jié)構設計合理的測風雷達。

本實用新型提供的一種測風雷達，包括光學發(fā)射器和控制器，所述光學發(fā)射器與所述控制器通過光纖和電纜連接，半導體激光器設于所述控制器內(nèi)；

所述光學發(fā)射器包括：

與所述半導體激光器發(fā)出的光束經(jīng)光纖傳輸至第一定焦準直器、偏振分光棱鏡、四分之一波片和變焦望遠鏡組；

光束經(jīng)過所述四分之一波片后由線偏振光變?yōu)閳A偏振光，并通過所述變焦望遠鏡組發(fā)射至預定焦點處；從預定焦點處返回的信號光同路返回，經(jīng)所述變焦望遠鏡組至所述四分之一波片后，再經(jīng)過所述偏振分光棱鏡反射至所述第二定焦準直器；

所述控制器還包括：

半導體激光器控制器、光學濾波器、準直系統(tǒng)、聚焦系統(tǒng)，頻移信號分析器、頻移信號控制器、數(shù)據(jù)采集器；

信號光與參照光通過所述光纖后依次通過光學濾波器、準直系統(tǒng)和聚焦系統(tǒng)后進入頻移信號分析器，頻移信號分析器輸出的頻移信號經(jīng)過頻移信號控制器輸出至數(shù)據(jù)采集器。

可選地，所述變焦望遠鏡組包括第一鏡片、第二鏡片，變焦望遠鏡組之間設有一維振鏡，通過一維振鏡轉(zhuǎn)動將透過所述第一鏡片的光束交替的通過第二鏡片，以實現(xiàn)兩路激光分時發(fā)射。

可選地，所述第二鏡片固定，所述第一鏡片承載于線性滑動導軌平臺上，所述第一鏡片可相對于所述第二鏡片實現(xiàn)0～6.4mm位移。

可選地，所述第二鏡片發(fā)射出的兩路激光束夾角為60度。

可選地，所述光學發(fā)射器的外部設有殼體，所述殼體上設有兩個發(fā)射窗口，所述發(fā)射窗口與變焦望遠鏡組形成的兩路光束同軸。

可選地，所述控制器內(nèi)還包括系統(tǒng)電源，與設于光學發(fā)射器內(nèi)的變焦望遠鏡組控制系統(tǒng)通過電纜連接；并與數(shù)據(jù)采集器、移頻信號控制器26、半導體激光器控制器、主控系統(tǒng)在控制器內(nèi)部連接。

可選地，所述殼體的防護等級為IP66。

本實用新型技術方案，具有如下優(yōu)點：

1.本實施例提供的一種測風雷達，包括半導體激光器、光學發(fā)射器和控制器，光學發(fā)射器與控制器通過光纖和電纜連接，光學發(fā)射器包括：與半導體激光器連接的第一定焦準直器、偏振分光棱鏡、四分之一波片和變焦望遠鏡組，光束經(jīng)過所述四分之一波片后由線偏振光變?yōu)閳A偏振光，并通過變焦望遠鏡組發(fā)射；偏振分光棱鏡的一側(cè)設有第二定焦準直器，變焦望遠鏡組反射回的參照光通過四分之一波片后，經(jīng)偏振分光棱鏡進入第二定焦準直器；信號光與參照光通過所述光纖后依次通過光學濾波器、準直系統(tǒng)和聚焦系統(tǒng)后進入頻移信號分析器，頻移信號分析器輸出的頻移信號經(jīng)過頻移信號控制器輸出至數(shù)據(jù)采集器。上述測風雷達成本低，結(jié)構緊湊，體積小，便于安裝于風力發(fā)電機或海上探測設施上，采用光學發(fā)射器與控制器分離的設計方法，避免激光器及頻移信號分析器受外界環(huán)境溫度波動影響。

采用收發(fā)同軸、雙路發(fā)射的設計方案，通過變焦望遠鏡組中一維振鏡轉(zhuǎn)動，可以將激光束分別反射至夾角為60度的兩個方向上，實現(xiàn)兩路方向上的分時風速探測，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集后的合成計算還可以得出兩路夾角方向風速大小。

采用變焦設計方案，通過變焦望遠鏡組中第一鏡片的移動，可實現(xiàn)對光學發(fā)射器兩路光束徑向10-120米之間范圍各點位置的風速測量。