probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2017-19-3-4-176-183probener-374Research ArticleПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫINSTRUMENTATION, METROLOGY AND INFORMATION-MEASURING DEVICES AND SYSTEMSМоделирование зоны локации непрерывного моностатического доплеровского лидара определения параметров ветраModeling continuous area location monostatic doppler lidar determining wind parametersВасильевД. В.Vasil'evD. V.vasilievd1969@yandex.ruЛарюшинА. И.LaryushinA. I.noemail@neicon.ruАО «Раменский приборостроительный завод»РоссияRamenskoye Instrument PlantRussian FederationАО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. СтельмахаРоссияResearch Institute” Polyus "them. M.F. StelmakhRussian Federation201704122017193-4176183Copyright © Васильев Д.В., Ларюшин А.И., 20172017Васильев Д.В., Ларюшин А.И.Vasil'ev D.V., Laryushin A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/374

Рассматривается применение полупроводниковых источников излучения с шириной спектра десятки килогерц в технике непрерывных доплеровских лидаров. Анализируется влияние характеристик источников на формирование зоны локации. Для учета конструктивных параметров полупроводникового источника, а также чувствительной площадки фотоприемного устройства зондирующий и опорный каналы лидара представляются как системы построения изображений протяженных когерентных источников. Построение зоны локации рассматривается как наложение сформированных с учетом размеров излучающей поверхности источника и чувствительной площадки приемника поперечных изображений полей каналов. Предлагаемый метод расчета, основанный на выражении принципа Гюйгенса-Френеля для протяженных когерентных источников, позволяет учесть характеристики спектра излучения, оптической системы, атмосферы, размеры плоской излучающей поверхности источника и чувствительной площадки приемника. Результаты метода расчета зоны локации подтверждаются натурным экспериментом определения параметров воздушного потока.

The application of semiconductor light sources with a spectral width of tens of kilohertz in the art of continuous Doppler lidar. The influence of the source characteristics of the formation of the zone location. To take into account the design parameters of a semiconductor source and sensitive area photodetector probe and reference channels are represented as lidar imaging system of extended coherent sources. Building location area is regarded as the imposition formed taking into account the size of the radiating surface of the source and the receiver of the sensitive area of the transverse channel image field. The proposed calculation method based on the expression of the principle of Huygens - Fresnel for long coherent sources, allows to take into account the characteristics of the emission spectrum of the optical system, the atmosphere, the size of the flat radiating surface of the source and receiver sensitive area. Results location area calculation method are confirmed by field experiments determining air flow parameters.

протяженный когерентный источникзона локацииметод Гюйгенса-Френелядальность фокусировкизондирующий канал лидараопорный канал лидараразъюстировка каналовширина спектраметеовидимостьThe long coherent sourcelocation areathe method of the Huygens - Fresnel range of focussounding lidar channelreference channel lidarmisalignment of channel width of the spectrummeteovidimostReferencesБорн М., Вольф Э. Основы оптики. / Пер. с англ. С.Н. Бреуса, А.И. Головашкина, А.А. Шубина. Под. ред. Г.П. Мотулевич. М.: Наука, 1970. 855 с.Борн М., Вольф Э. Основы оптики. / Пер. с англ. С.Н. Бреуса, А.И. Головашкина, А.А. Шубина. Под. ред. Г.П. Мотулевич. М.: Наука, 1970. 855 с.Карасик В.Е., Орлов В.М. Локационные лазерные системы видения: Монография. М.: Изд-во МГТУ, 2013. 479 с.Карасик В.Е., Орлов В.М. Локационные лазерные системы видения: Монография. М.: Изд-во МГТУ, 2013. 479 с.Белов М.Л., Иванов С.Е., Городничев В.А., Стрелков Б.В. Лазерный дистанционный метод измерения порывов атмосферного ветра // Вестник МГТУ. Серия Приборостроение. 2014. №2. С.40 - 52.Белов М.Л., Иванов С.Е., Городничев В.А., Стрелков Б.В. Лазерный дистанционный метод измерения порывов атмосферного ветра // Вестник МГТУ. Серия Приборостроение. 2014. №2. С.40 - 52.Белов М.Л., Иванов С.Е., Городничев В.А., Михайловская М.Б. Моделирование двумерных полей атмосферных параметров в задачах лазерного дистанционного зондирования // Математическое моделирование и численные методы. 2015. №4(8) С.110 -121.Белов М.Л., Иванов С.Е., Городничев В.А., Михайловская М.Б. Моделирование двумерных полей атмосферных параметров в задачах лазерного дистанционного зондирования // Математическое моделирование и численные методы. 2015. №4(8) С.110 -121.Андреев М.В., Васильев Д.Н., Пенкин М.С., Смоленцев С.В., Борейшо А.С., Клочков Д.В., Коняев М.А., Орлов А.Е., Чугреев А.В. Когерентные доплеровские лидары для мониторинга ветровой обстановки // Фотоника. 2014. Т.48, №6. С.20-28.Андреев М.В., Васильев Д.Н., Пенкин М.С., Смоленцев С.В., Борейшо А.С., Клочков Д.В., Коняев М.А., Орлов А.Е., Чугреев А.В. Когерентные доплеровские лидары для мониторинга ветровой обстановки // Фотоника. 2014. Т.48, №6. С.20-28.Ванеев Г.Г., Мусьяков М.П., Мищенко И.Д. Проблемы ближней лазерной локации. М.: Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2000. 294 с.Ванеев Г.Г., Мусьяков М.П., Мищенко И.Д. Проблемы ближней лазерной локации. М.: Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2000. 294 с.Дворцов Д.В., Парфенов В.А. Спектральные характеристики одночастотного режима работы лазерных диодов // Научное приборостроение. 2014. Т.24, №3. С.42-48.Дворцов Д.В., Парфенов В.А. Спектральные характеристики одночастотного режима работы лазерных диодов // Научное приборостроение. 2014. Т.24, №3. С.42-48.Вендеревская И.Г., Филачев В.Л., Танташев М.В. Оптическая модель атмосферы для задач расчета облученности входных зрачков оптико -электронных систем // Оптический журнал. 2014. Т.81. №4. С.3-10.Вендеревская И.Г., Филачев В.Л., Танташев М.В. Оптическая модель атмосферы для задач расчета облученности входных зрачков оптико -электронных систем // Оптический журнал. 2014. Т.81. №4. С.3-10.Kameyama S., Ando T., Asaka K., Hirano Y., Wadaka S. Compact all-fiber pulsed coherent Doppler lidar system for wind sensing // Applied Optics. 2007. V.46 N11. P. 1953- 1962.Kameyama S., Ando T., Asaka K., Hirano Y., Wadaka S. Compact all-fiber pulsed coherent Doppler lidar system for wind sensing // Applied Optics. 2007. V.46 N11. P. 1953- 1962.Arnon Sh., Barry J., Karagiannidis G., Schober R. Advanced Optical Wireless Communication Systems. - Cambridge University Press, 2012.Arnon Sh., Barry J., Karagiannidis G., Schober R. Advanced Optical Wireless Communication Systems. - Cambridge University Press, 2012.Ayotte S., Faucher D., Babin A., Costin F., Latrasse C., Poulin M., Deschenes E.G., Pelletier F., Laliberte M. Silicon photonics - based laser system for high performance fiber sensing. - 24 th International Conference on Optical Fibre Sensors, SPEI Proceedings, 2015. V.9634.Ayotte S., Faucher D., Babin A., Costin F., Latrasse C., Poulin M., Deschenes E.G., Pelletier F., Laliberte M. Silicon photonics - based laser system for high performance fiber sensing. - 24 th International Conference on Optical Fibre Sensors, SPEI Proceedings, 2015. V.9634.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.