1.一种二维扫描激光测风雷达,其特征在于,包括:光学扫描球(1)、伺服稳定平台(2)和电子舱基座(3);光学扫描球(1)安装于伺服稳定平台(2)上,伺服稳定平台(2)上设置有俯仰驱动机构(21)和方位驱动机构(22),光学扫描球(1)通过俯仰驱动机构(21)安装在伺服稳定平台(2)上,伺服稳定平台(2)通过方位驱动机构(22)安装在电子舱基座(3)上;光学扫描球(1)用于发射激光,在指定的探测区域内通过接收空气中随风漂移气溶胶的散射回波信号并与雷达本振光进行相干拍频,完成对回波信号的处理;通过控制伺服稳定平台(2)动作来控制光学扫描球(1)进行0到90°纵向俯仰及0到360°的方位运动,实现上半球空域任意方位的精细化扫描。
2.如权利要求1所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述光学扫描球(1)浇铸成球形结构。
3.如权利要求2所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述光学扫描球(1)前后1/3部分为可拆卸前盖(11)与后盖(12),前盖(11)中央位置安装有激光进出窗口(13),用于发射激光和接收散射回波信号。
4.如权利要求3所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述俯仰驱动机构(21)安装于光学扫描球(1)的两侧,起到调节光学扫描球(1)纵向转动以及固定支撑的作用,方位驱动机构(22)安装于电子舱基座(3)的上方,为雷达提供360°圆周转动,有效解决了原有雷达中使用多片光学反射镜,提高了光学效率。
5.如权利要求4所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述俯仰驱动机构(21)和方位驱动机构(22)均采用伺服电机驱动控制工作。
6.如权利要求5所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述光学扫描球(1)内部集成有光学系统(4),光学系统(4)安装于伺服稳定平台(2)的俯仰轴上;光学系统(4)包括激光发射机(41)、相干探测接收机(42)、光学收发天线(43)、信号处理机(44)和系统电源(45);系统电源(45)为整个系统提供工作必须的电源,激光发射机(41)对光源进行调制与放大,光学收发天线(43)将激光通过激光进出窗口(13)发射出去,当激光与空气中的气溶胶相遇,产生的散射回波信号通过光学收发天线(43)接收,传送至相干探测接收机(42)号进行降噪处理并生成光电信号,信号处理机(44)对光电信号进行进行信号采样、距离门划分频谱处理和阈值的选取流程,最终通过反演的方式得到所需的风廓线、侧风、迎头风与水平风信息。
7.如权利要求6所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述激光发射机(41)输出的激光有90%输出到声光调制器,用于发射激光;另10%作本振光,对回波信号进行相干拍频。
8.如权利要求7所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述相干探测接收机(42)包括光学环行器、光纤耦合器和平衡探测器;其中的光学环行器利用激光的偏振特性实现发射光与信号光的分离,光纤耦合器将本振光与信号光进行合路连接后按照50:50进行分光,并将等比光输入到光电探测器中以消除或抑制信号所带的噪声,以提高信噪比。
9.如权利要求8所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述电子舱基座(3)配置有AC-DC电源板(31)、雷达中控(32)和进出接线口(33),雷达中控(32)控制整个雷达发射激光和信息输入与输出,电子舱基座(3)上安装有信息转换进出接线口(33),与外部PC连接以实现对雷达的控制以及信息实时导出;AC-DC电源板(31)实现交流与直流的转换。
10.如权利要求9所述的二维扫描激光测风雷达,其特征在于,所述电子舱基座(3)上还设置有扶手(34)和安装孔(35),用于搬运设备和安装与固定。