[发明专利]风测量相干雷达装置

说明书

技术领域

本发明涉及相对于大气中收发由单一频率构成的激光并根据通 过外差检波所得到的接收信号进行风速检测的风测量相干雷达装置， 特别是涉及即使在由于温度变化、局部光的功率的变化等而接收系统 的噪声水平变动了的情况下也能够正确地测定接收谱的峰值频率、宽 度的风测量相干雷达装置。

背景技术

在风测量用相干雷达装置中，向大气中照射脉冲光，接收来自悬 浮微粒的散射光。通过发送脉冲光的种子光(Seedlight)和散射光的 外差检波，求出由于悬浮微粒的移动而产生的多普勒频移，测量激光 照射方向的风。关于多普勒频移，对外差检波后的信号进行FFT处理， 根据其峰值频率来导出，进而根据频宽来导出风速宽度(风速场的紊 乱程度)。

作为以往的风测量用的雷达装置，例如，已知专利文献1记载的 装置。在该装置中，利用风速场的预见信息，高精度地进行低SN比 下的风速测定。

专利文献1：日本特开2009-162678号公报

发明内容

在一般的风测量用相干雷达装置中，接收称为局部光的单一频率 的连续波光和来自在大气中漂浮的悬浮微粒等的散射光而进行外差 检波，通过重心运算来导出该接收信号的频域中的峰值，根据该频移 量来测定大气中的风速。此时，由于因连续波光的功率变动、光接收 机的温度变动所致的增益变化，频率解析时的噪声谱的水平发生变 动。在上述以往的专利文献1记载的雷达装置中，存在如下问题：在 产生了噪声谱的水平变动的情况下，在频域中的重心运算时，所检测 的峰值频率位置产生误差，作为偏置误差对风速测定值有影响。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一 种即使在产生了噪声谱的水平变动的情况下也能够高精度地进行风 速测定的风测量相干雷达装置。

本发明的风测量相干雷达装置，相对于大气中收发由单一频率构 成的激光，并根据通过外差检波所得到的接收信号进行风速检测，所 述风测量相干雷达装置具备：噪声谱记录单元，记录无接收信号的状 态下的噪声谱；噪声谱差分单元，在dB标度区域中从接收信号的谱 减去噪声谱的强度，将相减的结果变换为线性标度区域的信号谱；偏 置校正单元，在从所述线性标度区域的信号谱的频率峰值位置离开了 规定的值的频率位置处求出偏置值，使用所求出的偏置值来进行与所 述线性标度区域的信号谱的噪声水平对应的偏置校正；频移解析单 元，对偏置校正后的信号谱进行信号处理，测定频移；以及风速换算 单元，根据频移量来进行风速检测。

本发明的风测量相干雷达装置记录无接收信号的状态下的噪声 谱，在dB标度区域中从接收信号的谱减去该噪声谱的强度，将相减 的结果变换为线性标度区域的信号谱，并且在从所述线性标度区域的 信号谱频率峰值位置离开了规定的值的频率位置处求出偏置值，使用 所求出的偏置值来进行与所述线性标度区域的信号谱的噪声水平对 应的偏置校正，所以即使在由于温度变化、光源的功率变化等而产生 了噪声谱的水平变动的情况下，也能够高精度地进行风速测定。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的风测量相干雷达装置的结构 图。

图2是示出本发明的实施方式1的风测量相干雷达装置的噪声谱 的相减至偏置校正的动作的说明图(之1)。

图3是示出本发明的实施方式1的风测量相干雷达装置的噪声谱 的相减至偏置校正的动作的说明图(之2)。

图4是示出本发明的实施方式1的风测量相干雷达装置的偏置值 的导出和偏置的校正的说明图。

(符号说明)

1：光源；2：光分配器；3：脉冲调制器；4：光循环器；5：光 天线；6：光耦合器；7：光接收机；8：A/D变换器；9：FFT装置； 10：噪声谱差分装置；11：偏置校正装置；12：频移解析装置；13： 风速换算装置。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，依照附图，说明用于实施本发 明的方式。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的风测量相干雷达装置的结构 图。