激光雷達(dá)回波信號(hào)仿真模擬-全文預(yù)覽
【正文】 ctral purity99%Interference filter peak transmission76%FarField FullAngle Divergence(Beam expanded)100 radReceiving EfficiencyTransmitting EfficiencyPMT quantum efficiencyRange resolution of the photon counter第二節(jié) 激光雷達(dá)方程中的主要參數(shù)分析 大氣分子的散射系數(shù) 由激光雷達(dá)發(fā)射的激光在大氣中傳播時(shí)，遇到大氣分子就會(huì)發(fā)生散射作用。關(guān)于激光雷達(dá)的降噪處理我們?cè)诹硗庖黄撐摹都す饫走_(dá)回波信號(hào)的降噪處理》中詳細(xì)討論。在白天晴朗的天空，太陽(yáng)輻射引起的散射分配到單位立體角、單位波長(zhǎng)間隔的功率密度在可見光區(qū)域的峰值可以高達(dá)，在波長(zhǎng)后面出現(xiàn)的很多凹陷主要是由大氣中的水蒸氣和二氧化碳等對(duì)紅外輻射的吸收所引起的，而在接近及更短范圍內(nèi)的急劇下降則是由于地球表面上空臭氧層吸收紫外輻射的結(jié)果。其中，自然噪聲主要是由日光、月光引起的噪聲。該系統(tǒng)于2008年成功應(yīng)用于北京奧運(yùn)會(huì)和青島奧帆賽，提供氣象服務(wù)工作，為奧運(yùn)會(huì)的巨大成功做出了不小的貢獻(xiàn)。在隨后的幾年中，該所又相繼研制了可應(yīng)用于測(cè)量大氣氣溶膠消光、大氣斜程能見度的米散射激光雷達(dá)以及大型多波長(zhǎng)激光雷達(dá)，這些激光雷達(dá)的問(wèn)世，對(duì)于研究對(duì)流層和平流層大氣氣溶膠以及平流層臭氧，是非常重要的。美國(guó)NASA的CALIPSO系統(tǒng)，歐空局ADM計(jì)劃的ALADIN系統(tǒng)是比較重要的兩個(gè)星載激光雷達(dá)。1992年，美國(guó)科學(xué)與工程設(shè)備公司開發(fā)了二極管激光泵浦固態(tài)激光器微脈沖激光雷達(dá)，隨后在此基礎(chǔ)上又開發(fā)了這種光源的差分吸收激光雷達(dá)、拉曼散射激光雷達(dá)、多普勒激光雷達(dá)和生物激光雷達(dá)。第二節(jié) 激光雷達(dá)的發(fā)展激光雷達(dá)的發(fā)展經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的過(guò)程。筆者在熟悉激光雷達(dá)的基本工作原理的前提下，學(xué)習(xí)和熟悉各種參數(shù)對(duì)大氣回波能量的影響，進(jìn)而學(xué)習(xí)和掌握matlab編程語(yǔ)言，并且根據(jù)給定的激光雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)、大氣參數(shù)和光學(xué)參數(shù)，以激光雷達(dá)方程為基礎(chǔ)，通過(guò)仿真模擬得到理想狀態(tài)下的大氣回波信號(hào)。激光雷達(dá)回?fù)苄盘?hào)仿真模擬就是利用現(xiàn)代仿真技術(shù)，逼真的復(fù)現(xiàn)雷達(dá)回波信號(hào)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，它是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字模擬技術(shù)和激光雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。與普通雷達(dá)不同的是，激光雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)是激光而普通雷達(dá)發(fā)射的信號(hào)是無(wú)線電波，兩者在波長(zhǎng)上相比，激光信號(hào)要短的多。激光雷達(dá)的最基本的工作原理與我們常見的普通雷達(dá)基本一致，即由發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射一個(gè)信號(hào)，信號(hào)到達(dá)作用目標(biāo)后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)回波信號(hào)，我們將回波信號(hào)經(jīng)過(guò)收集處理后，就可以獲得所需要的信息。第二節(jié) 本文的選題意義由于投入巨大，在研制激光雷達(dá)實(shí)物之前，我們需要進(jìn)行模擬與仿真研究，預(yù)測(cè)即將研制的激光雷達(dá)的各性能指標(biāo)，評(píng)價(jià)總體方案的可行性。第三節(jié) 本文的研究思路和結(jié)構(gòu)安排本文主要研究面向氣象服務(wù)應(yīng)用的大氣激光雷達(dá)。它的工作原理圖我們可以用下圖表示： 其基本原理如上圖所示，首先由發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)
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