风测量雷达装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及能够准确地测量激光振荡时的噪声的风测量雷达装置。
【背景技术】
[0002]在一般的风测量雷达装置中，首先，向大气中照射被称为局部光的单一频率的连续波光(激光)，接受来自喷雾器的散射光。然后，利用激光和散射光的外差探测来获得接收信号。然后，通过对该接收信号进行FFT处理，根据其峰值频率，求出由于喷雾器的移动而产生的频率偏移量。然后，根据该频率偏移量，对激光照射方向的风速(风速场的紊乱程度)进行测量。此时，频率偏移分析时的噪声谱的级别由于由激光的功率变动或进行外差探测的光接收机的温度变动引起的增益变化而变动。对此，例如，在专利文献I中记载了噪声偏移的去除方法。
[0003]在该专利文献I所公开的风测量雷达装置中，预先将在不照射激光的状态下获得的信号谱存储为噪声谱。然后，从在照射激光的状态下获得的信号谱中，对上述噪声谱进行频率差分，再实施偏移校正，由此，检测该信号谱的频率峰值位置，求出频率偏移量。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2009-162678号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]但是，专利文献I所公开的风测量雷达装置的噪声谱在不照射激光的状态下进行测量。因此，具有以下这样的课题:针对近距离的噪声谱，不包含由激光引起的散粒噪声的效果，产生差分误差或偏移误差。
[0009]本发明是为了解决上述这样的课题而完成的，其目的是提供如下这样的风测量雷达装置:能够实施包含由激光产生的散粒噪声的效果的噪声校正，能够无校正误差地实施风速测量。
[0010]解决问题的手段
[0011]本发明的风测量雷达装置具备:输出部，其输出激光;收发部，其向大气中照射由所述输出部输出的激光，接收与该激光相应的散射光;接收信号取得部，其对由所述输出部输出的激光以及借助于所述收发部获得的光进行外差探测，获得接收信号;控制部，其控制所述收发部;存储部，其将在通过所述控制部控制成输出激光但不向大气中照射的情况下由所述接收信号取得部获得的接收信号作为噪声信号进行存储;频率差分部，其从在通过所述控制部控制成向大气中照射激光的情况下由所述接收信号取得部获得的接收信号中，在频域内减去所述存储部所存储的噪声信号;风速测量部，其根据所述频率差分部的差分结果，测量风速值。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，因为构成为上述这样的结构，所以，能够实施包含由激光引起的散粒噪声的效果的噪声校正，能够无校正误差地实施风速测量。
【附图说明】
[0014]图1是示出本发明的实施方式I的风测量雷达装置的结构的图。
[0015]图2是示出本发明的实施方式I的风测量雷达装置的动作的图，(a)是示出远距离的噪声谱的图，(b)是示出近距离的噪声谱的图。
[0016]图3是示出本发明的实施方式I的风测量雷达装置的动作的图，(a)是示出远距离的各谱的图，(b)是示出近距离的各谱的图。
[0017]图4是示出本发明的实施方式I的风测量雷达装置的其它结构的图。
[0018]图5是示出本发明的实施方式I的风测量雷达装置的其它结构的图。
[0019]图6是示出本发明的实施方式2的风测量雷达装置的结构的图。
[0020]图7是示出本发明的实施方式2的风测量雷达装置的动作的图，(a)是示出向大气中照射激光时的接收信号的图，(b)是示出输出激光但不向大气中照射时的接收信号的图。
[0021]图8是示出本发明的实施方式3的风测量雷达装置的结构的图。
[0022]图9是示出本发明的实施方式3的风测量雷达装置的动作的图，(a)是示出噪声校正后的来自输出端面的接收波谱的图，(b)是示出谱幅度的确认方法的图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。
[0024]实施方式1.
[0025]图1是示出本发明的实施方式I的风测量雷达装置的结构的图。
[0026]如图1所示，风测量雷达装置由光源1、光分配机2、脉冲调制器3、光循环器4、光开关5、多个光天线6、光親合器7、光接收机8、模拟-数字转换器(以下，称为A/D转换器)9、高速傅里叶分析装置(以下，称为FFT装置)10、噪声谱差分装置11、频率偏移分析装置12以及风速运算装置13构成。
[0027]此外，在图1中，在光源I与光分配机2之间、光分配机2与脉冲调制器3之间、光分配机2与光親合器7之间、脉冲调制器3与光循环器4之间、光循环器4与光开关5之间、光开关5与各光天线6之间、光循环器4与光親合器7之间、光親合器7与光接收机8之间，经由光纤缆线这样的光线路进行连接。
[0028]另外，在光接收机8与A/D转换器9之间、A/D转换器9与FFT装置10之间、FFT装置10与噪声谱差分装置11之间、噪声谱差分装置11与频率偏移分析装置12之间、频率偏移分析装置12与风速运算装置13之间，经由电气信号缆线这样的电气电路进行连接。
[0029]光源I输出由单一频率构成的连续波光(激光)。基于该光源I的激光被输出至光分配机2。
[0030]光分配机2对来自光源I的激光进行双向分配。由该光分配机2进行双向分配后的激光中的一方被输出到脉冲调制器3，另一方被输出到光親合器7。
[0031]脉冲调制器3对来自光分配机2的激光施加规定的频率偏移，还实施脉冲调制(利用由规定的脉冲宽度和重复周期构成的调制信号进行脉冲化)。由该脉冲调制器3进行脉冲调制后的激光被输出至光循环器4。
[0032]光循环器4根据光的输入源切换输出目的地。该光循环器4将来自脉冲调制器3的激光输出至光开关5，将来自光开关5侧的光输出至光親合器7。
[0033]光开关5具有与各光天线6分别连接的通道和没有连接光天线6的通道，根据来自外部的控制信号来切换输出目的地，向该输出目的地输出经由光循环器4的来自脉冲调制器3的激光。此外，没有连接光天线6的通道构成为，其输出端面被遮蔽，在选择该通道作为输出目的地的情况下，不向大气中照射激光。
[0034]光天线6向大气中照射来自光开关5的激光，收集与该激光相应的来自喷雾器的散射光。由该光天线6收集的散射光经由光开关5以及光循环器4输出至光親合器7。此外，各光天线6固定在预先决定的方向上，通过利用光开关5切换输出目的地的光天线6来切换激光的照射方向。
[0035]光耦合器7对来自光分配机2的激光和经由光循环器4的来自光开关5侧的光进行合波。由该光親合器7进行合波后的光信号被输出至光接收机8。
[0036]这里，在通过光开关5选择了连接有规定的光天线6的通道作为激光的输出目的地的情况下，除了由该光天线6收集的散射光之外，与激光相应的装置内部的散射光或输出端面的反射光也被输入至光耦合器7。另一方面，在通过光开关5选择了没有连接光天线6的通道作为激光的输出目的地时，对光耦合器7仅输入与激光相应的装置内部的散射光或输出端面的反射光。
[0037]光接收机8通过对来自光耦合器7的光信号进行外差探测，转换为电气信号。该光接收机8转换后的电气信号被输出至A/D转换器9。
[0038]A/D转换器9对来自光接收机8的电气信号进行A/D转换。由该A/D转换器9进行A/D转换后的电气信号被输出至FFT装置10。
[0039]FFT装置10对来自A/D转换器9的电气信号进行频率分析，得到信号谱。由该FFT装置10获得的信号谱被输出至噪声谱差分装置11。
[0040]噪声谱差分装置11由噪声谱存储部111以及频率差分部112构成。
[0041]噪声谱存储部111将在通过光开关5选择了没有连接光天线6的通道作为激光的输出目的地的情况下由FFT装置10获得的信号谱预先记录为噪声谱。
[0042]频率差分部112从在通过光开关5选择了连接有规定的光天线6的通道作为激光的输出目