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1550 nm相干测风激光雷达具有距离和速度分辨率高、人眼耐受性强以及能实现小型化和晴空三维探测的优点,使其在低空安全、气象研究和风能开发等方面具有广泛地应用前景和重要地研究意义。大气风场瞬息万变,尤其在关系到飞行安全时,实现相干激光雷达信号的实时预处理十分必要。本文选用FPGA对相干测风激光雷达的信号预处理部分进行设计,来实现实时处理的目的。首先,阐述了本文的研究背景和意义,并且从相干测风激光雷达和数据处理算法的国内外发展两个方面进行了综述,给出了分析。这里把简化最大似然估计的各种方法分成功率谱估计和频谱校正两个方面进行介绍。接着,详细地叙述了相干激光雷达探测风场和信号处理的基本原理。在本文相干激光雷达的基础上拟定出一种数据处理的初步方案,其中重点研究了快速傅里叶变换原理和频谱校正的原理。然后,通过MATLAB仿真验证了频谱校正方法,对比分析后本文选择比值方法。为了达到信号的实时预处理的目的,选择FPGA进行了硬件电路设计和软件设计。在设定硬件电路各个功能的前提下,选择Xilinx公司的XC7K70T型号的FPGA芯片、12位500 MSPS的AD芯片和CPCI总线等设计完成了电路。在FPGA的内部软件设计部分,主要完成了高速AD采集、32路并行FFT运算和自相关累加等。最后,本文进行了硬目标测速实验和外场风场探测实验。利用MATLAB处理测量伺服电机带动叶片的速度的实验数据,经分析得出本激光雷达测速精度能够达到小于1 m/s,并且选用的比值校正算法能得到较好的效果。但是基于FPGA计算结果的误差则有所增加,最大是1.25 m/s。在测风实验中,用FPGA处理实验数据,得到不同距离门处的累加结果,并对其观察得出风速信息。通过本次测风实验,基本验证了FPGA处理测风数据方案的可行性。