尾流探测的方法、数据处理装置和雷达
专利汇可以提供尾流探测的方法、数据处理装置和雷达专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种尾流探测的方法，它包括以下步骤：激光发射步骤； 信号 处理步骤； 数据处理 步骤：提取出多普勒信号所在 位置 ，以获得两束激光的 频率 f1、f2；并识别每 帧 回波信号的 频谱 宽度w1、w2； 风 速计 算步骤：基于两束激光的频率f1、f2计算径向 风速计 算、 湍流 强度； 阈值 判别步骤：基于每帧回波信号的频谱宽度检测上游风机是否存在尾流。本发明能够方便简单的识别出尾流的存在，同时数据处理过程简单、应用成本较低，并且通过优化 激光雷达 装置，可以通过对不同距离处的尾流的识别，得到尾流在 水 平距离上的分布规律，从而间接的应用于风场信息测量需求中，避免了应用的单一化。，下面是尾流探测的方法、数据处理装置和雷达专利的具体信息内容。
1.一种尾流探测的方法，其特征在于它包括以下步骤：
激光发射步骤：雷达发射两束激光探测上游风机并接收回波信号；
信号处理步骤：消除探测频段以外其它信号，并将难以处理的时域信号转换为易于分析的频域信号；
数据处理步骤：提取出多普勒信号所在位置，以获得两束激光的频率f1、f2；并识别每帧回波信号的频谱宽度w1、w2；
风速计算步骤：基于两束激光的频率f1、f2计算径向风速计算、湍流强度；
阈值判别步骤：基于每帧回波信号的频谱宽度检测上游风机是否存在尾流。
2.根据权利要求1所述的一种尾流探测的方法，其特征在于所述信号处理步骤包括滤波、傅里叶变换、频谱累加；通过滤波消除探测频段以外其他信号；通过傅里叶变换将难以处理的时域信号转换为易于分析的频域信号；通过频谱累加有效地提高信号的信噪比。
3.根据权利要求1所述的一种尾流探测的方法，其特征在于所述数据处理步骤包括频谱底噪去除、频谱峰值点识别、频谱半高宽识别；通过频谱底噪去除消除背景噪声；通过频谱峰值点识别提取出多普勒信号所在位置；通过频谱半高宽识别获得每帧回波信号的频谱宽度w1、w2。
4.根据权利要求1所述的一种尾流探测的方法，其特征在于所述风速计算步骤，两束光的径向风速通过下式获得：
v1＝λ(f1-f0)/2
v2＝λ(f2-f0)/2
式中，λ为激光波长、f0为激光器中频、f1、f2分别为数据处理步骤获得的频率；
两束光的湍流强度通过下式获得：
式中，其中σ1，σ2分别为风速方差、 分别为均值风速，
N为一段时间内风速总个数。
5.根据权利要求1所述的一种尾流探测的方法，其特征在于所述阈值判别步骤包括二阶中心距统计、阈值判断、尾流输出，其中：
二阶中心距统计：统计一段时间内两光束回波信号频谱宽度偏离均值的程度，D1、D2，n表示一段时间内共获得n次回波信号，i表示其中第i次测量，w1、w2分别为两光束频谱宽度；
阈值判断：当W>Z1并且T>Z2时，则输出标志位1，表示存在尾流，否则输出标志位0，表示无尾流；
其中，Z1为频谱宽度门限值，Z2为湍流强度门限值，均为经验值；两束光频谱宽度偏差W＝abs(D1-D2)，湍流偏差T＝abs(σ1-σ2)；
尾流输出。
6.根据权利要求5所述的一种尾流探测的方法，其特征在于所述阈值判别步骤还包括尾流在水平距离上分布规律分析，通过最小二乘法拟合出两束光频谱宽度差与距离关系，计算公式：
其中：y为两束光的频谱宽度差，x为尾流与下游风机的距离，a、b为拟合系数。
7.一种尾流探测的数据处理装置，其特征在于它包括信号处理模块、数据处理模块、风速计算模块和阈值判别模块，分别对应执行权利要求1-5任一项所述的激光发射步骤、信号处理步骤、数据处理步骤、风速计算步骤和阈值判别步骤。
8.一种尾流探测的雷达，其特征在于它应用如权利要求7所述的数据处理装置，还包括激光器光源装置、声光调制装置、光源切换装置、探测装置，激光器光源装置一方面连接声光调制装置，另一方面连接探测装置；声光调制装置接收脉冲信号，声光调制装置的信号输出端通过环形器输入至光源切换装置；光源切换装置连接探测装置，所述探测装置连接所述数据处理装置。
9.根据权利要求8所述的一种尾流探测的雷达，其特征在于所述声光调制模块用于将连续信号转换脉冲信号，同时实现移频。
10.根据权利要求8所述的一种尾流探测的雷达，其特征在于光源切换装置用于将两束光在固定周期内进行来回的切换。
尾流探测的方法、数据处理装置和雷达
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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