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《MachZehnder干涉儀測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號UDC密級學(xué)號1108040249碩士學(xué)位論文Mach-Zehnder干涉儀測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究邢美麗學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科名稱：測試計量技術(shù)及儀器指導(dǎo)教師：華燈鑫教授汪麗副教授申請日期：2014年3月摘要論文題目：Mach-Zehnder干涉儀測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究學(xué)科名稱：測試計量技術(shù)及儀器研究生：邢美麗簽名：指導(dǎo)教師：華燈鑫教授簽名：汪麗副教授簽名：摘要大氣風(fēng)場的探測對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、氣候研究等應(yīng)用領(lǐng)域都有非常重要的作用。多普勒測風(fēng)激光雷達作為主動探測大氣風(fēng)場的重
2、要手段，具有高時空分辨率的特點，主要包括相干探測和直接探測。目前直接探測技術(shù)是國內(nèi)外研究的熱點。論文選用Mach-Zehnder干涉儀作為測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)的鑒頻器，分別對能量探測和條紋探測兩種探測方式下的Mach-Zehnder干涉儀測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)風(fēng)速探測原理進行了分析，優(yōu)化基于Mach-Zehnder干涉儀的測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)。重點分析了激光發(fā)射系統(tǒng)、鑒頻系統(tǒng)以及特定風(fēng)速誤差范圍內(nèi)允許的Mach-Zehnder干涉儀參數(shù)誤差容限。根據(jù)標(biāo)準大氣模型，對所設(shè)計Mach-Zehnder干涉儀測風(fēng)激光
3、雷達系統(tǒng)靈敏度、信噪比、風(fēng)速誤差進行仿真分析，為實驗系統(tǒng)的搭建做好理論基礎(chǔ)。針對本課題采用的Mach-Zehnder干涉儀光路分布，提出了一種便于調(diào)節(jié)、有效的Mach-Zehnder干涉儀調(diào)節(jié)方法。通過能量探測和條紋探測兩種方式進行鑒頻驗證。能量探測方式下，對多普勒頻移量以及風(fēng)速進行了反演分析；條紋探測采用工業(yè)照相機對干涉條紋進行拍攝，并對拍攝到的圖像進行圖像數(shù)值分析；兩種方法均可證明所搭建的鑒頻系統(tǒng)可以用于測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)。針對實驗中搭建的測風(fēng)激光雷達系統(tǒng)，采用模擬風(fēng)速系統(tǒng)產(chǎn)生線速度（最大線速
4、度為10.47m/s）引起多普勒頻移，設(shè)計了一套風(fēng)速校正系統(tǒng)，對測風(fēng)系統(tǒng)的靈敏度進行校正，完成模擬大氣風(fēng)場系統(tǒng)的設(shè)計及構(gòu)建，滿足風(fēng)場探測要求。關(guān)鍵詞：多普勒頻移，Mach-Zehnder干涉儀，激光雷達，風(fēng)場探測本研究工作得到國家自然科學(xué)青年基金(NO.61205189)與教育部博士點新教師類基金(NO.20106118120009)的資助。I西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文IIAbstractTitle：DESIGNANDEXPERIMENTALSTUDYOFWINDLIDARSYSTEMBASEDO
5、NMACH-ZEHNDERINTERFEROMETERMajor：Technology&InstrumentationofTestingandMeasuringName：MeiliXINGSignature:Supervisor：Prof.DengxinHUASignature:AssociateProf.LiWANGSignature:AbstractDetectionofatmosphericwindfieldplaysanimportantroleinmanyapplicationdoma
6、ins,suchasindustrialandagriculturalproduction,aeronauticsandastronautics,atmosphericclimatologyandsoon.Dopplerwindlidar,oneofactivetools,canobtainatmosphericwindfieldwithhighspatialandtemporalresolution.Itmainlyincludescoherentdetectionanddirectdetec
7、tion.Currently,directdetectiontechnologyisahotresearchtopic.Inthisthesis,Mach-Zehnderinterferometerwaschosenasaspectralanalyzerforthewindlidarsystem.WehavedesignedtheMach-Zehnderinterferometerwindlidarsystemonthebasisofthestudyofdetectionprinciplewit
8、hedgetechniqueandfringeimagingtechnique,respectively.Laseremissionsystem,discriminatorandparametererrortolerancewithinthegivenwindspeederrorweremainlydiscussed.Basedonthestandardatmosphericmodel,thesystemsensitivity,signal-to-noiseratio,andwindveloci
