[发明专利]一种测量气溶胶和水汽的激光雷达系统

说明书

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种测量气溶胶和水汽的激光雷达系统。所述雷达系统包括：望远镜、光电倍增管组、分光组件、数据采集处理器、工控计算机、激光器和发射组件；所述工控计算机与所述激光器信号连接，所述激光器的发射端与发射组件连接；所述工控计算机与所述数据采集处理器信号连接；所述数据采集处理器的采集端通过所述光电倍增管组和所述分光组件的各输出端连接，所述分光组件和望远镜连通。本发明的雷达系统通过采集多种波长的回波信号，分析不同颗粒大小的气溶胶之间的关系，研究不同类型气溶胶的形成机理、来源，更好地了解大气气溶胶的物理性质。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种测量气溶胶和水汽的激光雷达系统。

背景技术

大气气溶胶成分复杂，监测气溶胶的动态变化过程、分析其长期变化规律，对地球大气污染物监测及灾害天气预警等都具有非常重要的意义；水汽的含量及垂直分布等特征在大气动力学、气象学、全球水文循环和大气化学等大气研究过程中均扮演着重要角色。因此研究大气中水汽、气溶胶，获取大气环境参数，对生态保护、大气变化监测起到了指导性意义。

激光雷达以其范围广、空间分辨率高、实时性好等优势，在大气探测领域发挥着不可或缺的作用。

现有的用于监测大气气溶胶、水汽的激光雷达系统，测量数据单一，无法提供大气气溶胶或水汽较为全面的物理量参数，导致测量效果差，达不到研究、预测需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种测量气溶胶和水汽的激光雷达系统，所述雷达系统包括：

望远镜、光电倍增管组、分光组件、数据采集处理器、工控计算机、激光器和发射组件；

所述工控计算机与所述激光器信号连接，所述激光器的发射端与发射组件连接；所述工控计算机与所述数据采集处理器信号连接；所述数据采集处理器的采集端通过所述光电倍增管组和所述分光组件的各输出端连接，所述分光组件和望远镜连通。

进一步的，所述发射组件包括发射管件、扩束器和高反镜组；

所述扩束器和高反镜组均设置在所述发射管件内；

所述发射管件的一端与所述激光器的输出端连接，所述激光器发射的光束进入所述发射管件内，所述光束通过所述扩束器后被所述高反镜组反射出发射管件。

进一步的，所述分光组件包括第一管件、第二管件、第三管件、第四管件、第五管件和第六管件；

所述第二管件与第一管件相互垂直且连通；所述第三管件与第一管件相互垂直且连通；所述第四管件与第三管件相互垂直且连通；所述第五管件与第二管件相互垂直且连通；所述第六管件与第五管件相互垂直且连通。

进一步的，所述第一管件内依次设置有可变光阑、准直凸透镜、第一分光镜、第二分光镜、第一滤光片和第一凸透镜，且所述可变光阑、准直凸透镜、第一分光镜、第二分光镜、第一滤光片和第一凸透镜的中心轴线重合；

所述可变光阑设置在靠近所述第一管件输入端的位置，所述第一分光镜设置在第一管件和第二管件的连接处；所述第二分光镜设置在第一管件和第三管件的连接处；所述第一凸透镜设置在靠近所述第一管件输出端的位置。

进一步的，所述第二管件内依次设置有第三分光镜、第二滤光片和第二凸透镜，所述第三分光镜、第二滤光片和第二凸透镜的中心轴线重合；

所述第三分光镜设置在所述第二管件和第五管件的连接处；所述第二凸透镜设置在靠近所述第二管件输出端的位置。

进一步的，所述第三管件内依次设置有偏振体、第三滤光片和第三凸透镜，所述偏振体、第三滤光片和第三凸透镜的中心轴线重合；

所述偏振体设置在所述第三管件和第四管件的连接处；所述第三凸透镜设置在靠近所述第三管件输出端的位置。