李宝林，杨 冬，王 露，张 毅，申向伟，曾祥豹，王音心(中电科技集团 重庆声光电有限公司，重庆 401332)

0 引言

激光测风雷达能够测量仪器前方10 km远处的三维风场信息(包括风速、风向、风切变、湍流等)，使风机提前停机，以规避大风、湍流等；以及提前使民航飞机、无人机规避风切变的不利影响，减少财产和生命的损失。其主要应用于风电、民航机场、无人机及军用无人机机场等领域。

本文研究的激光测风雷达采用1 550 nm波长脉冲激光器[1-2]，脉冲激光具有脉冲宽度窄,峰值功率高及相干性高等特点，激光器发射的激光脉冲经过大气中气溶胶后向散射[3-4]，返回到平衡探测器，信号处理电路对微弱回波信号进行模拟和数字处理后，能够实现风速远距离高精度测量。大气中气溶胶是由悬浮在空气中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，气溶胶颗粒大小为0.01～10 μm[5]，在中国区域内，气溶胶质量浓度为0.15～122 μg/m3，区域间差别巨大。

激光测风雷达的回波信号输入功率约为-80 dBm，信号微弱，需对回波信号进行模拟和数字处理，以提高回波信号的信噪比，实现风速的精确测量[6-7]。本文采用的模拟信号处理方法是对相干激光回波信号进行中频放大，数字信号处理方法是补零快速傅里叶变换(FFT)和FFT频谱累计，通过这些方法处理后可实现对激光测风雷达微弱回波信号中风速的正确拾取。

1 激光测风雷达微弱信号数学表达式

1 550 nm波长光纤激光器发射的本振光与声光调制器移频后的光信号进……