相干激光测风雷达高分辨距离门自适应技术研究

• 作者: 徐冠宇 尹微 李策 陈涌 冯力天 周鼎富
• 来源期刊: 红外与激光工程
• 学科: 工学
• 关键词: 激光测风雷达 整周期搜索 自适应距离门 信号处理
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 激光器与激光光学|Lasers & Laser optics
• 页码范围: 252-259
• 页数: 8页
• 分类号: TN958.98
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/IRLA20210187

摘要

脉冲相干激光测风雷达的信号处理通常采用固定长度距离门来划分时域信号,并对每个距离门做频谱计算得到风速度信息.固定距离门的时域信号划分存在中频信号的非整周期截断问题,导致频谱计算时出现频谱泄露而产生误差,使信噪比降低.文中提出一种基于整周期搜索的自适应距离门划分方法,距离门长度与中频信号频率自适应,可实现对信号的整周期分割,避免了频谱处理中的频谱泄漏问题,提高频率估计精度.采用加噪信号对两种处理方法进行仿真分析,结果表明:自适应距离门方法可实现距离门长度与中频信号的自适应,在信噪比小于1dB时,该方法得到的中频估计误差是固定距离门方法的38％～62％.应用自适应距离门方法处理激光测风雷达系统获取的转盘和风场回波信号,与使用固定距离门方法的激光测风雷达测量结果进行对比.结果 表明:自适应距离门划分方法对转盘速度测量的均方根误差为0.19 m/s,大气风速度测量的距离分辨率在7～11 m之间变化,均优于固定距离门方法,实现了激光测风雷达的距离分辨率和测量精度的提升.