一种激光测风雷达组件的制作方法

本技术涉及测风激光雷达，具体为一种激光测风雷达组件。

背景技术：

1、测风激光雷达技术应用多普勒效应，通过测量反射激光束的频移来测量风速。

2、由于在低风速下多普勒频移量比较小，基频信号与频移后的回波信号的频率差非常小，不容易获得，通常的做法是通过声光调频或其他外加调频办法来增大基频信号与频移后的回波之间的频率差，这不但增加了系统的复杂度和成本，给整个系统增加负荷，而且也降低了信号的信噪比，进而降低测得的风速的精度；因此，设计实用性强和能够通过多光束扫描矢量合成技术，增大基频信号与频移后的回波信号的频率差，进而降低装置复杂程度，提高发射信号的信噪比，从而高精度的测量经向风速和经向风力的一种激光测风雷达组件是很有必要的。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种激光测风雷达组件，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种激光测风雷达组件，包括机头，所述机头的外壳下端固定装配有三脚架，所述三脚架上端固定装配有避雷针机构，且避雷针机构上端位于机头的外壳上方，所述机头电连接有工控箱，所述机头的外壳内固定装配有光子晶体激光器、光放大装置、光纤环形器装置、发射/接收光学装置、探测点和光探测装置，所述光子晶体激光器提供16个光束至光放大装置，所述光放大装置的光束输出端提供放大后的16个光束至光纤环形器装置，所述光纤环形器装置反射部分光束至光探测装置作为基频信号，所述光纤环形器装置传输另一部分光束至发射/接收光学装置，所述发射/接收光学装置射出的光束聚集于探测点，所述探测点反射回的光束沿着发射/接收光学装置、光纤环形器装置的路径传输至光探测装置，所述光探测装置与信号处理与工控箱通讯连接，所述工控箱与光子晶体激光器电连接。

3、根据上述技术方案，所述发射/接收光学装置外装配有电热防护结构，所述电热防护结构包括固定装配于机头外壳上的环套，所述环套位于发射/接收光学装置外侧，所述环套内环面均匀嵌入装配有电热环，所述环套外侧端扣合有环形盖板，所述环形盖板内环面固定装配有透明亚克力板。

4、根据上述技术方案，所述三脚架包括圆板，所述圆板上端与机头的外壳底面转动连接，所述圆板底面均匀固定装配有支撑腿，且支撑腿下端倾斜向外，所述支撑腿下端固定装配有支撑板，所述支撑板上表面外侧垂直螺接有螺杆，所述螺杆下端固定装配有第一磁性圆盘，所述螺杆的上端螺接有固定螺母，所述固定螺母下端抵靠在对应所述支撑板上，所述支撑腿外壁均匀固定套接有限位环，所述机头的连接线缆贯穿于限位环内。

5、根据上述技术方案，所述工控箱包括信号处理与激光驱动装置，所述信号处理与激光驱动装置与光探测装置通讯连接，所述信号处理与激光驱动装置与光子晶体激光器电连接，所述信号处理与激光驱动装置底面固定装配有底板，所述底板底面均匀固定装配有第二磁性圆盘。

6、根据上述技术方案，所述避雷针机构包括固定装配于三脚架上端的连接支架，所述连接支架上端交接处固定套接有金属连接套，所述金属连接套上表面垂直固定装配有避雷针。

7、与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

8、本实用新型，通过在机头外壳内设置光子晶体激光器、光放大装置、光纤环形器装置、发射/接收光学装置、探测点和光探测装置，利用光子晶体激光器发射16个光束，16个光束部分被光纤环形器装置反射至光探测装置处作为基频信号，16个光束另一部分通过发射/接收光学装置聚集于探测点，反射回的光束沿着发射/接收光学装置、光纤环形器装置的路径传输至光探测装置，光探测装置将基频信号与回波信号进行混频得到差频信号，利用工控箱对差频信号进行处理得到探测点处的经向风速和风向，通过多光束扫描矢量合成技术，增大基频信号与频移后的回波信号的频率差，进而降低装置复杂程度，提高发射信号的信噪比。

技术特征：

1.一种激光测风雷达组件，其特征在于：包括机头(1)，所述机头(1)的外壳下端固定装配有三脚架(3)，所述三脚架(3)上端固定装配有避雷针机构(2)，且避雷针机构(2)上端位于机头(1)的外壳上方，所述机头(1)电连接有工控箱(4)，所述机头(1)的外壳内固定装配有光子晶体激光器(11)、光放大装置(12)、光纤环形器装置(13)、发射/接收光学装置(14)、探测点(15)和光探测装置(16)，所述光子晶体激光器(11)提供16个光束至光放大装置(12)，所述光放大装置(12)的光束输出端提供放大后的16个光束至光纤环形器装置(13)，所述光纤环形器装置(13)反射部分光束至光探测装置(16)作为基频信号，所述光纤环形器装置(13)传输另一部分光束至发射/接收光学装置(14)，所述发射/接收光学装置(14)射出的光束聚集于探测点(15)，所述探测点(15)反射回的光束沿着发射/接收光学装置(14)、光纤环形器装置(13)的路径传输至光探测装置(16)，所述光探测装置(16)与信号处理与工控箱(4)通讯连接，所述工控箱(4)与光子晶体激光器(11)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种激光测风雷达组件，其特征在于：所述发射/接收光学装置(14)外装配有电热防护结构(5)，所述电热防护结构(5)包括固定装配于机头(1)外壳上的环套(51)，所述环套(51)位于发射/接收光学装置(14)外侧，所述环套(51)内环面均匀嵌入装配有电热环(52)，所述环套(51)外侧端扣合有环形盖板(53)，所述环形盖板(53)内环面固定装配有透明亚克力板(54)。

3.根据权利要求1所述的一种激光测风雷达组件，其特征在于：所述三脚架(3)包括圆板(31)，所述圆板(31)上端与机头(1)的外壳底面转动连接，所述圆板(31)底面均匀固定装配有支撑腿(32)，且支撑腿(32)下端倾斜向外，所述支撑腿(32)下端固定装配有支撑板(33)，所述支撑板(33)上表面外侧垂直螺接有螺杆(34)，所述螺杆(34)下端固定装配有第一磁性圆盘(35)，所述螺杆(34)的上端螺接有固定螺母(36)，所述固定螺母(36)下端抵靠在对应所述支撑板(33)上，所述支撑腿(32)外壁均匀固定套接有限位环(37)，所述机头(1)的连接线缆贯穿于限位环(37)内。

4.根据权利要求1所述的一种激光测风雷达组件，其特征在于：所述工控箱(4)包括信号处理与激光驱动装置(41)，所述信号处理与激光驱动装置(41)与光探测装置(16)通讯连接，所述信号处理与激光驱动装置(41)与光子晶体激光器(11)电连接，所述信号处理与激光驱动装置(41)底面固定装配有底板(42)，所述底板(42)底面均匀固定装配有第二磁性圆盘(43)。

5.根据权利要求1所述的一种激光测风雷达组件，其特征在于：所述避雷针机构(2)包括固定装配于三脚架(3)上端的连接支架(21)，所述连接支架(21)上端交接处固定套接有金属连接套(22)，所述金属连接套(22)上表面垂直固定装配有避雷针(23)。

技术总结
本技术公开一种激光测风雷达组件，机头外壳内设置光子晶体激光器、光放大装置、光纤环形器装置、发射/接收光学装置、探测点和光探测装置，利用光子晶体激光器发射16个光束，16个光束部分被光纤环形器装置反射至光探测装置处作为基频信号，16个光束另一部分通过发射/接收光学装置聚集于探测点，反射回的光束沿着发射/接收光学装置、光纤环形器装置的路径传输至光探测装置，光探测装置将基频信号与回波信号进行混频得到差频信号，利用工控箱对差频信号进行处理得到探测点处的经向风速和风向，通过多光束扫描矢量合成技术，增大基频信号与频移后的回波信号的频率差，进而降低装置复杂程度，提高发射信号的信噪比。

技术研发人员：张磊,陈树桥,姜禹含,迟林,汤瀚,张威浩,韩旭
受保护的技术使用者：鹤壁协合浚龙风力发电有限公司
技术研发日：20230309
技术公布日：2024/1/15