相干多普勒测风激光雷达在时域和频域中的仿真实验及频谱分析

简介：
基于大气分层时域信号生成模型（Atmospheric Feuilleté model）对非平稳信号进行仿真研究，并通过引入时-频域联合分析方法推导得到风速分布特性。在不同气象条件下，采用线性剪切风速模型和NASA阵风模型分别模拟仿真回波信号的时间特征。基于实际系统参数，在两种典型气象模型下展开仿真研究，通过对仿真输出信号进行Wigner-Ville变换分析，揭示时频域内能量分布特征的时空演变规律。为了提高反演精度，采用多组脉冲累加平均算法减少由随机相位噪声和交叉相关项等干扰因素引起的风速估计波动。研究表明，通过时-频域联合推导方法能够快速重构出风速空间信息，无需对探测范围进行距离划分处理；同时，在多组信号时频变换结果的算术平均处理后，显著降低了风速估计值的波动性，并与输入风速数据呈现出较高的一致性。