1.55μm相干激光测风雷达数据处理研究

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1、硕士学位论文1.55μm相干激光测风雷达数据处理研究RESEARCHONDATAPROCESSINGOF1.55μmCOHERENTLASERWINDRADAR李云飞哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN958.98学校代码：10213国际图书分类号：621.391.6密级：公开工程硕士学位论文1.55μm相干激光测风雷达数据处理研究硕士研究生：李云飞导师：陆威副教授申请学位：工程硕士学科：光学工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN958.98U.D.C:621.391.6Dissertationf

2、ortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONDATAPROCESSINGOF1.55μmCOHERENTLASERWINDRADARCandidate：LiYunfeiSupervisor：Associate-Prof.LuWeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：OpticalEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：Ha

3、rbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要大气风场对我们生活的环境有着重要的意义，不仅对我们的日常生活有着影响，同时还在航天和民用等方面有着重要的应用。全光纤相干激光测风雷达由于其使用光纤结构，系统的复杂程度会大大降低，可以做到小型化，便于操作，适用于不同情况。同时还具有测速精度高，测量范围广，实时测量等优点。首先，介绍了课题的背景与意义；然后对国内外想干激光测风雷达的研究现状进行了介绍和分析，同时调研了数据的处理方法，并由此提出了本文的主要研究内容。然后，阐述了相干激光测风雷达的基本原理——多普勒频移和外差相干探测原理进行了介绍。描述了

4、实验系统中噪声的来源以及噪声功率。介绍了数据处理的基本方法快速傅立叶变化和提高精度的方法高斯拟合。其次，介绍了雷达系统的数据处理和测速精度测试。对信号的处理原理进行了分析，验证了数据处理方法的正确性。通过对回波信号的仿真得到了叠加帧数与频谱稳定性的关系。测试了系统的测量精度，通过对测速电机的测量得到系统的测速精度为0.26m/s。最后，对噪声谱的稳定性以及噪声功率进行了分析实验。同时提出了数据处理方案，进行了500m楼前得测风实验。关键词：相干激光测风雷达，信号仿真，噪声，快速傅里叶变换，频谱叠加-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTheatmosphericwi

5、ndfieldhasimportantsignificancefortheenvironmentwelivein.Itnotonlyaffectsourdailylife,butalsohasimportantapplicationsinaerospaceandciviluse.All-fibercoherentlaserwind-gatheringradars,duetotheiruseoffiber-opticstructures,canreducethecomplexityofthesystemsignificantly.Theycanbeminiaturized,easy

6、tooperateandsuitablefordifferentsituations.Atthesametime,italsohastheadvantagesofhighspeedaccuracy,widemeasurementrange,andreal-timemeasurement.Firstly,thebackgroundandsignificanceofthetopicareintroduced.Thentheresearchingstatusofthedomesticandforeigndrylaserradarsareintroducedandanalyzed.Att

7、hesametime,thedataprocessingmethodsareinvestigatedandthemainresearchcontentsofthispaperareputforward.Second,thebasicprinciplesofcoherentlaserwindradar,includingtheprincipleofDopplershiftandheterodynecoherentdetection,areintroduced.Itdescribes