Многоволновый лидар для зондирования атмосферы Советский патент 1993 года по МПК G01W1/00 

1

Изобретение относится к технике оптического зондирования атмосферы и может быть использовано в области метеорологии, атмосферной оптики и охраны природной среды для дистанционных измерений оп ических и микрофи эических параметров атмосферы.

Цель изобретения - повьшеняе опе- ;ративчости и точности измерений путем увеличения Количества измеряемых одновременно параметров.

На чертеже приведена схема многоволнового лидара для эондирования атмосферы (для случая пяти длин волн зондируемого излучения).

Многоволновый лидар содержит лазерные источники излучения U,,...,U, приемный объектив О, диаграммы D,, ,,.,D, с детекторами Ф, ,.,., Ф и блок регистрации (на чертеже не показан) .

Нноговолновый лидар для эондирования атмосферы работает следующим

образом. 1

Излучение, например, первого излучателя (показано пунктирной стрелкой) рассеивается атмосферньот компонентами. Рассеянное излучение собирается и фокусируется объективом а область первой диафрагмы, роль которой состоит в том, чтобы отсечь излучение, приходяцее с других иаправле1тй, в частности излучение фона и рассеянного под углами, отличниш от tSO, излучения других излучателей, Далее, рассеянное излучение первого излучателя попада1ет на чувствительную площадку фотодетектора, преобразуется в ем в злектрический сигнал, который поступает в первый канал пятиканаль- ной системы регистрации. Аналогично работают остальные четыре канала лидара. Смысл расположения элементов устройства состоит в том, что размещение в фокальной плоскости приемного объектива п диафрагм формирует п-ле- пестковую диаграмму направленности антенну лидара, роль которой играет объектив. Взаимное расположение диаф- рагм в лазерных источников излучения такойо, что формируемый i-ой диафрагмой лепесток, перекрьгеает диаграмму направленности только одного, соответствующего этой диафрагме i-ro не-

10

-

13А58612

точника лазерного излучения. В результате на i-й детектор поступает рассеянное излучение только г-го источника лазерного излучения.

Предлагаемое изобретение позволяет существенно уменьшить габариты лидара по сравнению с многообъективными аналогами многочастотного лидара и одновременно удешевить его стоимость.

Формула изобретения

Многоволновый лидар для зондирова- ния атмосферы, содержащий лазерные источники излучения, приемный объектив, в фокальной плоскости которого расположена диафрагма с детектором, выход которого соединен с блоком регистрации, oтличaюiqийcя тем, что, с целью повьппения оперативности и точности измерения, в фокаль- йой плоскости приемного объектива установлены дополнительные диафрагмы с детекторами, общее количество которых равно числу лазерных источни- ков излучения, при этом выходы детекторов дополнительных диафрагм соединены с блоком регистрации, оптическая ось каждого из лазерных источников излучения расположена в плоскости, проходяцей через оптическую ось приемного объектива и центр детектором, соответствующей этому лазерному источнику, причем оптическая ось лазерного их:точника излучения повернута в указанной плоскости от оптической оси приемного объектива на угол у,

макс

лежащий в лределах от -ггт- до 6d,,,m

-гту- , а центр диафрагмы с детектором расположен с противоположной лазерному источнику излучения стороны оптической оси приемного объектива на расстоянии

P f tRV,

где п - количество лазерных источников излучения; наибольший диаметр диаф- рагмы;

наименьший диаметр диафрагмы; диаметр приемного объектива; фокусное расстояние объектива.

/«QKe

мин А

f

/ fff J.

6d cf/.

L±i/

//////////yj

I

I ,

cf/.

L±i/

//////////yj

,

O

Составитель В.Досов Релактор Н.Федорова Техред М.Ходаннч Корректор В.Бутяга

Заказ 1958Тираж Подписное

ВШ1ЙЛЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение может быть использовано для дистанционньсх измерений оптических и микрофизических параметров атмосферы. Цель изобретения - noBboneiAle оперативности и точности измерений путем увеличения количества одновременно измеряемых параметров. В фокальной плоскости приемного объектива О установлены диафрагмы с детекторами Р, число которых п равно числу лазерных источников U излучения В результате формируется п-лепе- стковая диаграмма направленности антенны лидара, роль которой играет приемный объектив О. Оптическая ось каждого источника U расположена в плоскости, проходящей через оптическую ось приемного объектива О и центр соответствухяцего детектора, и повернута относительно оси объектива О на некоторый угол (f . Размещение центра каждой диафрагмы с детектором с противоположной соответствующему лазерному источнику стороны оптической оси приемного объектива на определенном расстоянии способствует тому, что на i-й детектор Р; поступает рассеянное излучение только от i-ro источника Uj . Электрические сигналы с детекторов поступают в соответствующие каналы блока регистрации. Привег- дены пределы, в которых выбирается угол (. 1 ил. с w 4; ел 00 05