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机载多普勒测风激光雷达系统主要用于飞行器绕流区外的飞行器同大气之间的相对速度探测。该光学探测技术与飞行器的外形和绕流状态无关，通用性好、适用于各类不同飞机，克服了传统风速管、风标等机载测速设备的通用性差、标定困难等缺点，是未来飞行器的飞行数据探测技术的发展方向之一。目前，多普勒测风激光雷达测量大气风场主要有两种技术：相干探测技术和直接探测技术。直接探测技术能够同时利用气溶胶和分子的散射信号测量大气风场，而相干探测只能利用气溶胶散射信号。飞行器工作的区域主要在整个对流层和平流层中下部，在平流层气溶胶的含量较少，故采用米氏散射已经不能满足机载测风雷达的测量要求，而该区域内大气分子的含量相对稳定，如果利用瑞利散射进行测量，将能比米氏散射更加准确地获得诸如空气温度与密度、空气运动速度等物理量。
本文针对机载测风雷达的对测速范围和工作区间的特殊要求，提出了基于瑞利散射的直接探测双边缘技术用于机载风速测量。对系统的关键部件光学鉴频器技术进行了理论分析，文中提出利用双通道可调Fabry-Perot干涉仪作为机载测风紫外激光雷达系统的核心部件——鉴频器。该鉴频器可以根据相对风速变化实时调整干涉仪的腔长调整干涉仪透射谱中心频率，从而间接实现测速范围动态可调，扩大测速范围的目的，进而实现飞行器与大气的相对风速的实时测量。文中详述了探测原理和鉴频器结构设计。从满足一定风速测量精度和探测高度要求出发，优化设计了干涉仪，得到了优化的干涉仪参数。详细研究了双通道可调F-P干涉仪实际的透射谱特性与稳定性需求，并给出了干涉仪透射谱特性测量实验方案。给出了机载激光雷达系统主要参数和模型大气参数，对干涉仪测量大气风场的灵敏度、信噪比和风速测量误差进行了计算，模拟仿真结果表明：探测累积时间0.05s，测速范围为0m/s～1000m/s时，探测高度可达30km，系统测量误差小于4.7m/s。模拟结果显示本系统能够满足测量要求。