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申请/专利权人：南昌航空大学

摘要：本发明公开一种机载大气甲烷泄露遥测装置，包括激光器模块、激光调制模块、信号探测模块、信号降频模块以及信号处理模块；所述激光器模块被配置为使激光器发射的激光能覆盖目标甲烷预设吸收峰；所述激光调制模块被配置为对激光器发射的激光进行高频调制，使其发射三色光束，并对其进行功率放大、准直后，发射向地面。本发明的机载大气甲烷泄露遥测装置通过使用来自物体或者硬目标的散射光辐射代替来自逆反射器的镜面反射的探测方法，有效降低装置校准的难度且减少受到机械振动等因素的干扰，并且通过使用光功率放大器提高载波功率以及提升光信号上所携带的相位信息的测量准确性。

主权项：1.一种机载大气甲烷泄露遥测装置，其特征在于，包括依次连接的激光器模块、激光调制模块、信号探测模块、信号降频模块以及信号处理模块；所述激光器模块使得激光器发射的激光能覆盖目标甲烷预设吸收峰；所述激光调制模块用于对激光器发射的三色激光进行高频调制，对光束进行功率放大和准直后，光束发射向地面；所述信号探测模块包括牛顿望远镜（10）、光电探测器（11）、第二放大器（12）以及带通滤波器（13）；所述信号探测模块用于将从地面散射回来光束的光信号转换为电信号，通过光电探测器的平方律特性产生拍频信号，之后对信号进行放大和滤波处理；所述信号降频模块用于对所述信号探测模块采集到的拍频信号进行降频处理；所述信号处理模块用于对所述信号降频模块处理过的降频信号进行解调和数据处理，通过对数据进行处理，能够检测大气中甲烷对波长辐射的吸收程度，进而确定甲烷浓度；所述激光器模块包括函数发生器（1）、激光器电流控制器（2）、分布式反馈激光器（3）和激光器温度控制器（4）；所述函数发生器（1）与所述激光器电流控制器（2）连接，所述函数发生器（1）产生低频扫描信号，使所述分布式反馈激光器（3）产生能覆盖目标甲烷吸收峰的激光；所述激光器电流控制器（2）与所述分布式反馈激光器（3）连接，所述激光器电流控制器（2）用于控制所述分布式反馈激光器（3）的输入电流；所述激光器温度控制器（4）与所述分布式反馈激光器（3）连接，所述激光器温度控制器（4）用于控制所述分布式反馈激光器（3）的工作温度；所述激光调制模块包括电光调制器（5）、偏置电压模块（6）、第一放大器（7）、光功率放大器（8）和准直器（9）；所述偏置电压模块（6）与所述电光调制器（5）连接，所述偏置电压模块（6）用于对所述电光调制器（5）施加偏置电压；所述第一放大器（7）与所述电光调制器（5）连接，所述第一放大器（7）将接收到的高频调制信号进行放大，然后对所述电光调制器（5）施加高频调制信号；所述光功率放大器（8）与所述电光调制器（5）连接，所述光功率放大器（8）用于对调制后的光信号进行功率放大；所述准直器（9）对激光光束进行准直，调整发射到自由空间的发散角度，将激光向地面发射；所述信号降频模块包括第一射频信号发生器（14）、第二射频信号发生器（18）、第一功率分配器（15）、第二功率分配器（17）、第一混频器（16）和第二混频器（19）；所述第一射频信号发生器（14）与所述第一功率分配器（15）连接，所述第一射频信号发生器（14）发出的射频信号经过第一功率分配器（15）分为第一射频信号和第二射频信号；所述第二射频信号发生器（18）与所述第二功率分配器（17）连接，所述第二射频信号发生器（18）发出的射频信号经过所述第二功率分配器（17）分为第三射频信号和第四射频信号；所述第二射频信号与所述第三射频信号进入所述第一混频器（16）进行降频，所述第四射频信号与经过所述信号探测模块中的所述带通滤波器（13）的拍频信号进入第二混频器（19）进行混频；所述信号降频模块中的所述第一射频信号发生器（14）输入到所述激光调制模块中的所述第一放大器（7）的高频调制信号为所述第一射频信号。

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