Допплеровские ветровые лидары

 

Ветровой лидар (LIDAR - LIght Detection And Ranging (англ.)) предназначен для измерения скорости и направления ветра на дистанциях до нескольких километров, детектирования опасных метеоявлений в чистой атмосфере. Лидарный мониторинг ветровой обстановки применяется для обеспечения безопасности в авиации, в ветроэнергетике и др. областях. В допплеровском лидаре, как и в радаре, скорость движущегося объекта определяется по сдвигу частоты отраженного электромагнитного излучения. При отражении излучения лазера от частиц аэрозоля, увлекаемых ветровым потоком, наблюдается допплеровский сдвиг частоты колебаний световой волны. 

 

Метеорадар коротковолнового радиодиапазона позволяет измерять параметры ветра при наличии облаков, дождя, снега или плотного атмосферного аэрозоля. Некоторые опасные метеоявления, такие как  микропорывы ветра и турбулентные вихри, присутствуют и при высокой прозрачности воздуха; их визуализация возможна посредством лидарного зондирования. На высотах до 2-3 км в атмосфере всегда присутствует приземный слой естественного аэрозоля с размерами частиц 0.1 - 10 микрон, то есть порядка длин волн оптического диапазона. Согласно теории рассеяния Ми это обусловливает бóльшую эффективность обратного отражения лазерного излучения от чистой атмосферы по сравнению с радиоволнами. Оптическая схема наших лидаров выполнена с использованием оптоволоконных технологий и безопасного для глаз источника диапазона 1.5 мкм.

 

Важной задачей является детектирование спутных следов самолетов поблизости от взлетно-посадочной полосы. Когерентные допплеровские лидары предназначены для измерения скорости и направления ветра на различных высотах, детектирования областей «сдвига ветра» и микропорывов, зон повышенной турбулентности атмосферы, визуализирования спутных (вихревых) следов самолетов.

 

 

В статье в журнале Фотоника за 2014 год подробно описаны принципы работы когерентных допплеровских лидаров двух типов – импульсного лидара и непрерывного, приводятся их технические и метрологические характеристики. Для получения статьи пришлите запрос, кликнув на картинку.