激光線寬和脈沖寬度是激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)量精度重要的影響因素。本文分析了風(fēng)速測(cè)量精度的影響因素,理論推導(dǎo)了激光線寬與信噪比關(guān)系,以及脈寬引起的功率譜展寬。數(shù)值分析表明,線寬增加引起的信噪比下降和脈沖寬度引起的譜線展寬都會(huì)導(dǎo)致風(fēng)速測(cè)量精度下降。脈沖累計(jì)發(fā)數(shù)在10000的條件下,相干測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)脈沖寬度和信噪比分別為100 ns、-35 dB或激光線寬小于45 kHz,時(shí),風(fēng)速測(cè)量精度優(yōu)于0.5 m/s。減小線寬和增加脈沖寬度,可以增加風(fēng)速測(cè)量精度。在相同信噪比條件下,較寬的脈沖寬度的風(fēng)速測(cè)量精度更高。

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【部分圖文】：

圖1SNR隨激光線寬變化

圖1所示為不同τd時(shí),輸出信號(hào)信噪比隨激光線寬的變化關(guān)系,由圖可知,當(dāng)τd一定時(shí),隨著激光線寬的增加,拍頻信號(hào)輸出信噪比逐漸減小,當(dāng)τd越大,信噪比下降的越快。在相干激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)中,大氣的后向散射信號(hào)為空間信號(hào)光,其受吸收損耗、湍流等因素的影響,空間光到單模光纖的耦合效率,以....

圖2不同脈寬的CRLB隨線寬變化

圖3所示為不同脈寬的回波信號(hào)功率譜,脈沖寬度從400～100ns,功率譜譜寬增加10倍左右。由圖可知窄脈寬會(huì)使其對(duì)應(yīng)的功率譜有展寬現(xiàn)象,最終可能會(huì)導(dǎo)致本振光譜與后向散射頻譜之間的串?dāng)_,從而導(dǎo)致中頻信號(hào)提取困難。圖3不同脈寬回波信號(hào)功率譜

圖3不同脈寬回波信號(hào)功率譜

圖2不同脈寬的CRLB隨線寬變化圖4不同脈寬的CRLB隨SNR變化

圖4不同脈寬的CRLB隨SNR變化

圖3不同脈寬回波信號(hào)功率譜在采樣頻率為500MHz的條件下,發(fā)射激光脈沖的寬度ΔT分別為50ns、100ns和400ns時(shí)CRLB隨信噪比變化的曲線如圖四所示。由圖可知風(fēng)速測(cè)量精度與脈沖寬度相關(guān),在ΔT一定時(shí),風(fēng)速測(cè)量精度隨信噪比增加而提高,精度提高到一定程度停止增加。....

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