0 引言

　 风作为大气的重要参数之一，风场探测对于大气科学、飞行器安全等领域尤为关键。多普勒测风激光雷达主要通过低空风切变来监测机场、火箭发射场和军事基地等局部地区的风场，而传统的气象监测方法无法应对低空风切变。虽然传统的气象监测方法可以根据大气中大颗粒物的散射回波探测风切变，但在晴天情况下，大气中缺少颗粒物，系统测量的精度会大幅度降低；而随着微波多普勒雷达系统的技术发展，多普勒测风激光雷达系统可以通过多普勒频移来获取风速[1-3]，测量精度和准确度非常高。

　　多普勒测风激光雷达信号的探测方法分为外差（相干）探测和直接（非相干）探测。其中，外差探测是在发射脉冲激光到大气中后，将出射激光与大气回波光信号混频处理，并对信号进行频谱分析，通过本振光和回波光之间的频差反演出大气风速；直接探测是使用干涉仪或气体池检测回波光信号的频移，通过频移引起探测器信号强度变化量反演风速。随着高功率激光器的迅速发展，直接探测技术也得到了迅速发展。1989年，法国的CHANIN M L等人[4]首次报告了将双法布里-珀罗（F-P）干涉仪作为鉴频器的直接测风激光雷达信号的探测结果，测量的时间分辨率为2 h，空间分辨率为2 km。国内的直接测风激光雷达技术起步较晚，最早建成的直接探测多普勒测风激光雷达系统是由LIU Z S等人[5]于1997年研制，该系统将具有碘分子在532 nm附近的吸收线存在陡峭边缘这一特性的碘滤波器作为鉴频器件，碘分子在探测时吸收池被加热到了338 K，因此对温度控制的要求很高。2009年，中国科学技术大学[6]成功研制了一套可用于平流层探测的车载式瑞利多普勒激光雷达系统，主要目的是为临近空间环境研究提供风场探测手段和数据支撑。虽然直接探测方法的灵敏度、测风精度和空间分辨率很高[7]，但是由于受到太阳光、月光和星光等自然光辐射[8]、大气分子对激光的折射和吸收以及探测器噪声等影响，使得微弱回波信号被噪声淹没，探测精度降低。因此，提高系统信噪比，并将系统噪声进行有效滤除，对提高激光雷达系统测风精度是十分有必要[9-10]。

本文采用小波变换的半软阈值算法对多普勒测风激光雷达回波信号进行处理，在保留有用信号的同时还能够有效去除噪声成分。

3 结束语

　　本文针对多普勒测风激光雷达回波信号提出了基于小波变换的半软阈值去噪算法，搭建了基于马赫-曾德尔鉴频器的激光雷达系统，仿真对比了3种阈值函数算法在不同分解层数下的去噪效果。实验结果表明：4层分解为最优分解层次；在对回波信号处理中，半软阈值法处理后的SNR与软、硬阈值法相比均有所提高（SNR为4.933 5 dB），RMSE均有所降低（RMSE为0.676 2）。因此，采用半软阈值函数处理激光雷达回波信号可以提高探测精度。该研究方法可用于信号微弱、SNR低的大气探测回波信号处理。