Моделирование зоны локации непрерывного моностатического доплеровского лидара определения параметров ветра

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.

протяженный когерентный источник, зона локации, метод Гюйгенса-Френеля, дальность фокусировки, зондирующий канал лидара, опорный канал лидара, разъюстировка каналов, ширина спектра, метеовидимость

1. 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.

2. Карасик В.Е., Орлов В.М. Локационные лазерные системы видения: Монография. М.: Изд-во МГТУ, 2013. 479 с.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. Ванеев Г.Г., Мусьяков М.П., Мищенко И.Д. Проблемы ближней лазерной локации. М.: Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2000. 294 с.

7. Дворцов Д.В., Парфенов В.А. Спектральные характеристики одночастотного режима работы лазерных диодов // Научное приборостроение. 2014. Т.24, №3. С.42-48.

8. 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.

9. 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.

10. Arnon Sh., Barry J., Karagiannidis G., Schober R. Advanced Optical Wireless Communication Systems. - Cambridge University Press, 2012.

11. 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.