本技术涉及激光测风雷达,特别涉及一种激光测风雷达的增益控制电路。
背景技术:
1、激光测风雷达是一种用于动力与电气工程、能源科学技术领域的大气探测仪器,其利用多普勒外差法,根据空气中颗粒物的激光后向散射回波来探测风速、风向、温度、风切变和湍流强度等数据。激光测风雷达的探测范围决定了上述数据的探测精度,探测范围越大越远,获得的数据精度也就相对越高。
2、作为探测目标的气溶胶、灰尘等悬浮颗粒具有漫反射的特性,其有效反射面积等同于有效光斑面积。根据雷达距离方程可知,激光测风雷达探测距离r与发射机功率pt、雷达接收功率pr、回波增益g、波长λ、雷达探测面积σ等都有很大的关系。
3、
4、为了提高雷达的探测范围,增大发射机功率pt、回波增益g、波长λ、雷达探测面积σ等参数都具有一定的意义,但发射机功率pt、雷达探测面积σ与雷达探测距离r的四次方根成正比,也就是以给定系数增大发射机功率pt或增大雷达探测面积σ,雷达探测距离r大约仅以该系数的四次方根而增大,因此通过增大发射机功率和雷达探测面积所带来的探测距离的提升并不明显,且会造成不必要的能耗浪费,同时增大雷达体积。而波长λ是特定的常数,因此只有通过提高回波增益g的方式来获得更大的探测距离r(即探测范围),这样既不会加大雷达的功耗和体积,效果又相对明显。
技术实现思路
1、为实现上述目的,本实用新型公开了一种激光测风雷达的增益控制电路,包括信号输入模块、信号放大模块、stc控制模块、可变增益控制模块、模数转换模块以及信号输出模块,所述信号输入模块通过信号放大模块与stc控制模块连接,所述stc控制模块的输出端与可变增益控制模块连接,所述可变增益控制模块的输出端通过模数转换模块与信号输出模块连接,所述stc控制模块包括回波曲线电路、stc曲线电路以及stc输出电路,所述回波曲线电路和stc曲线电路分别与stc输出电路连接。
2、进一步的,所述信号放大模块包括第一运算放大器以及第二运算放大器,所述第一运算放大器的同相输入端与信号输入模块连接,反向输入端和输出端与第二运算放大器的同相输入端连接,所述第二运算放大器的反向输入端和输出端与stc控制模块连接。
3、进一步的,所述回波曲线电路包括第三运算放大器以及第一可变电阻,所述第三运算放大器的同相输入端通过滤波组件接地,反向输入端与第二运算放大器的输出端连接,所述第一可变电阻的两端分别与第三运算放大器的反向输入端和输出端连接。
4、进一步的,所述stc曲线电路包括第一数模转换器、第四运算放大器以及第二可变电阻,所述第一数模转换器与第四运算放大器的同相输入端连接,所述第二可变电阻的两端分别与第四运算放大器的反相输入端和输出端连接。
5、进一步的,所述stc输出电路包括第五运算放大器,所述第五运算放大器的同相输入端与第三运算放大器的输出端连接,所述第五运算放大器的反向输入端和输出端与第四运算放大器的输出端连接。
6、进一步的,所述可变增益控制模块包括第六运算放大器、数字电位器以及第七运算放大器,所述第六运算放大器的同相输入端与stc控制模块的输出端连接,反向输入端和输出端分别与数字电位器连接,所述第六运算放大器的输出端与第七运算放大器的同相输入端连接,所述第七运算放大器的反向输入端和输出端与模数转换模块连接。
7、本实用新型的有益效果是:
8、本实用新型通过stc控制模块和可变增益控制模块的结合,在没有将控制电路复杂化的前提下,实现了激光测风雷达的回波增益控制,提高了雷达的动态接收范围,从而使雷达的探测范围更广、更远。
1.一种激光测风雷达的增益控制电路,其特征在于:包括信号输入模块、信号放大模块、stc控制模块、可变增益控制模块、模数转换模块以及信号输出模块,所述信号输入模块通过信号放大模块与stc控制模块连接,所述stc控制模块的输出端与可变增益控制模块连接,所述可变增益控制模块的输出端通过模数转换模块与信号输出模块连接,所述stc控制模块包括回波曲线电路、stc曲线电路以及stc输出电路,所述回波曲线电路和stc曲线电路分别与stc输出电路连接。
2.根据权利要求1所述的激光测风雷达的增益控制电路,其特征在于:所述信号放大模块包括第一运算放大器以及第二运算放大器,所述第一运算放大器的同相输入端与信号输入模块连接,反向输入端和输出端与第二运算放大器的同相输入端连接,所述第二运算放大器的反向输入端和输出端与stc控制模块连接。
3.根据权利要求1所述的激光测风雷达的增益控制电路,其特征在于:所述回波曲线电路包括第三运算放大器以及第一可变电阻,所述第三运算放大器的同相输入端通过滤波组件接地,反向输入端与第二运算放大器的输出端连接,所述第一可变电阻的两端分别与第三运算放大器的反向输入端和输出端连接。
4.根据权利要求3所述的激光测风雷达的增益控制电路,其特征在于:所述stc曲线电路包括第一数模转换器、第四运算放大器以及第二可变电阻,所述第一数模转换器与第四运算放大器的同相输入端连接,所述第二可变电阻的两端分别与第四运算放大器的反相输入端和输出端连接。
5.根据权利要求4所述的激光测风雷达的增益控制电路,其特征在于:所述stc输出电路包括第五运算放大器,所述第五运算放大器的同相输入端与第三运算放大器的输出端连接,所述第五运算放大器的反向输入端和输出端与第四运算放大器的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的激光测风雷达的增益控制电路,其特征在于:所述可变增益控制模块包括第六运算放大器、数字电位器以及第七运算放大器,所述第六运算放大器的同相输入端与stc控制模块的输出端连接,反向输入端和输出端分别与数字电位器连接,所述第六运算放大器的输出端与第七运算放大器的同相输入端连接,所述第七运算放大器的反向输入端和输出端与模数转换模块连接。
