本发明涉及电气领域，尤其涉及一种激光雷达系统多通道回波信号转接装置。
背景技术：
沙尘气溶胶能够通过散射和吸收太阳短波辐射影响地气系统的辐射收支平衡。同时，也可以作为冰核和云凝结核，改变云的微物理特性从而间接影响气候。东亚地区拥有世界上第二大沙尘源区，起源于塔克拉玛干沙漠和戈壁荒漠的沙尘气溶胶常于冬季和春季借助地形抬升和西风急流条件被远距离传输至韩日，还可越过太平洋传输至北美。在传输过程中，使得沿途的空气质量恶化，严重影响着人们的身体健康和生活品质。当其沉降于海洋时，还可以为海洋浮游生物提供矿物营养等。近些年，关于沙尘气溶胶环境效应和气候效应方面的研究始终是很多学者的聚焦点。
众多沙尘气溶胶的观测手段中，激光雷达是唯一能够提供其垂直结构的得力设备。其中，激光雷达是一种具有高时间、空间分辨率，能够连续观测、可提供大气颗粒物物理光学特性的先进主动遥感手段。它是研究大气颗粒物环境效应和气候效应的得力设备之一。激光雷达系统主要由激光发射单元、信号接收单元和数据采集单元三部分组成。激光发射单元将扩束准直后的激光束发射至大气，激光束与大气颗粒相互作用后，后向散射信号由接收单元进行汇聚。进而，依据实际探测内容的需要，将汇聚的回波信号分为多个探测通道。最后，经过各探测通道的光电转换部分后由数据采集单元完成采集和存储。其作为先进的主动式遥感手段，已经被广泛应用于大气气溶胶和云的探测。目前，国际上已有多家单位和组织在不同气候区域组建了地基激光雷达观测网。我国也已有多家单位自行研制不同功能的激光雷达系统，且在不同站点观测。我国西北地区是沙尘的频发区，借助先进激光雷达了解和掌握源区沙尘气溶胶及其远距离传输过程中物理光学特性的变化对于研究其环境效应和气候效应具有十分重要的意义。然而，现阶段我国西北地区设置的激光雷达观测站点依旧稀少。
结合过去多年激光雷达春季野外观测试验积累的丰富经验，及面对激光雷达系统研制中需要解决的实际问题，使得我们对激光雷达系统中信号接收单元与数据采集单元之间的转接部分有了更深的认识。在春季野外观测试验中，针对不同强度的沙尘事件，激光雷达系统的回波信号强度、信噪比和探测高度存在很大差异。强沙尘事件中，激光雷达近场的回波信号增强，整体探测高度减小，沙尘层高度以上的信噪比受影响大；反之，回波信号减弱，探测高度大，信噪比受影响小。因此，这就对激光雷达探测不同沙尘事件时的光电转化环节的灵活性提出了要求，而这种灵活性主要体现在光电探测器灵敏度电压的改变是否便捷。目前，我国使用的大部分激光雷达系统均从国外进口。然而，当这些激光雷达系统在探测不同气溶胶事件时，有改变光电探测器灵敏度电压的需要时，则产生如下问题：(1)多数激光雷达系统的集成度高，系统结构紧凑，出厂时已经设定光电探测器的灵敏度电压，使用时无法改变；(2)部分激光雷达可以改变灵敏度电压，但其被安装在系统内部，改变时需要拆开雷达系统的相关部分，操作十分不便；(3)在我国西北地区进行野外沙尘观测，恶劣的大气环境对设备产生的损耗超过其设计预期，缩短了设备各个部件的寿命。
综上所述，设计能够有助于提高适合我国西北地区沙尘气溶胶观测中激光雷达回波信号单元和数据接收单元的转接装置十分必要。将有利于激光雷达系统在参与野外沙尘观测试验时更好的获取沙尘气溶胶物理光学特性的变化特征。
技术实现要素：
本发明旨在至少克服上述缺陷之一提供一种激光雷达系统多通道回波信号转接装置，不仅能够有效降低激光雷达研制成本，而且能同时转接多个通道的回波信号，并根据实际探测需要单独调节各通道转换效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明的一个方面提供了一种激光雷达系统多通道回波信号转接装置，包括：在面板上设置的：N个输出BNC接头，每个输出BNC接头分别用于连接一个光电倍增管进行一路信号输出，其中，N≥2；触发BNC接头，触发BNC接头用于由激光发射单元向数据采集单元输出触发信号；网线接口，网线接口用于由光栅光谱仪向计算机传输荧光回波信号；显示屏，显示屏用于显示N个输出BNC接头连接的光电倍增管的开关和灵敏度电压值；M个控制键，控制键用于选择和调节不同通道光电倍增管的开关和灵敏度电压值，其中，M≥2；转换开关，转换开关用于调整激光雷达内部不同类型光栅光谱仪工作时所需的工作电压；四孔电源线，四孔电源线用于为光栅光谱仪提供工作电压，为光电倍增管提供电源电压和灵敏度电压，其中1孔为接地，另外3孔分别为5V、1.1V和110V；或者另外3孔分别为5V、1.1V和220V。
另外，N＝6。
另外，M＝4，每个控制键分别为菜单键、回车键和两个方向键。
另外，菜单键用于选择不同菜单，包括：第一菜单：N个输出BNC接头连接的通道的开关；第二菜单：N个输出BNC接头连接的通道的灵敏度电压值；回车键，用于确定所选择的菜单项；方向键，用于改变N个输出BNC接头连接的通道的开关，或N个输出BNC接头连接的通道的灵敏度电压值。
另外，控制键设置在显示屏下方。
另外，不同类型光栅光谱仪工作时所需的工作电压分别为110V或者220V。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的激光雷达系统多通道回波信号转接装置，不仅有效降低研制成本，提高系统的紧凑性，而且可同时转接多个通道的回波信号，并根据实际探测需要独立调节各通道转换效率，提高系统的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的激光雷达系统多通道回波信号转接装置正面的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
参见图1，对本发明实施例提供的激光雷达系统多通道回波信号转接装置进行说明，本发明是实施例提供的激光雷达系统多通道回波信号转接装置，包括：在面板10上设置的：
N个输出BNC接头101，每个输出BNC接头101分别用于连接一个光电倍增管进行一路信号输出，其中，N≥2；
触发BNC接头102，触发BNC接头102用于由激光发射单元向数据采集单元输出触发信号；
网线接口103，网线接口103用于由光栅光谱仪向计算机传输荧光回波信号；
显示屏104，显示屏104用于显示N个输出BNC接头101连接的光电倍增管的开关和灵敏度电压值；
M个控制键105，控制键105用于选择和调节不同通道光电倍增管的开关和灵敏度电压值，其中，M≥2；
转换开关106，转换开关106用于调整激光雷达内部不同类型光栅光谱仪工作时所需的工作电压；
四孔电源线107，四孔电源线107用于为光栅光谱仪提供工作电压，为光电倍增管提供电源电压和灵敏度电压，其中1孔为接地，另外3孔分别为5V、1.1V和110V；或者另外3孔分别为5V、1.1V和220V。
由此可见，通过本发明提供的激光雷达系统多通道回波信号转接装置，不仅有效降低研制成本，提高系统的紧凑性，而且可同时转接多个通道的回波信号，并根据实际探测需要独立调节各通道转换效率，提高系统的灵活性。其中，由于不同类型光栅光谱仪工作时所需的工作电压分别为110V或者220V，因此，转换开关106可以设置为上为110V，下为220V，主要用于激光雷达内部不同类型光栅光谱仪工作时所需工作电压的调整，避免对光栅光谱仪造成损坏。
作为本发明实施例的一个可选实施方式，优选的，N＝6。以便同时转接六个通道的回波信号。
作为本发明实施例的一个可选实施方式，优选的，M＝4，每个控制键105分别为菜单键、回车键和两个方向键。采用4个按键进行控制，在满足使用的前提下使得按键数量最少，减少面板使用面积。其中，菜单键用于选择不同菜单，包括：第一菜单：N个输出BNC接头101连接的通道的开关；第二菜单：N个输出BNC接头101连接的通道的灵敏度电压值；回车键，用于确定所选择的菜单项；方向键，用于改变N个输出BNC接头101连接的通道的开关，或N个输出BNC接头101连接的通道的灵敏度电压值。例如：四个按钮用于选择和调节不同通道光电倍增管的灵敏度电压值，从左向右可以依次为菜单键(Menu)，回车键(Enter)，和两个方向键(<，>)。菜单键(Menu)用于选择不同菜单(菜单1：6个通道的开关；菜单2：6个通道的灵敏度电压值)；回车键(Enter)用于确定所选择的菜单项；方向键(<，>)用于改变6个通道的开关，或6个通道分别的灵敏度电压值。
作为本发明实施例的一个可选实施方式，优选的，控制键105设置在显示屏104下方。从而方便观看和使用。
由此可见，通过本发明实施例提供的激光雷达系统多通道回波信号转接装置，主要具有以下三个优点：
1、本发明装置集成后安装在激光雷达系统的箱体上，操作界面方便快捷。同时又有效减少激光雷达系统的研制成本；
2、可同时实现多个探测通道回波信号的转接(例如6个)，且各通道之间相互独立；
3、可以根据实际探测需求，可灵活调节光电探测器灵敏度电压，进而调节回波信号强度、探测高度和信噪比。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。