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Development and test of a UV lidar receiver for the measurement of wind velocities aiming at the near-range characterization of wake vortices and gusts in clear air

Herbst, Jonas (2019) Development and test of a UV lidar receiver for the measurement of wind velocities aiming at the near-range characterization of wake vortices and gusts in clear air. Dissertation, Ludwigs-Maximilians-Universität München.

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Kurzfassung

Gusts and wake vortices are a major cause of comfort degradations, incidents, and efficiency-reducing structure reserves in air traffic nowadays. Concepts for the automatic feed-forward control of these turbulences, i.a. during cruising flight, require highly-resolved near-range measurements of wind speeds in atmospheric regions with low aerosol concentrations. For this purpose a lidar receiver for uniaxial measurements is developed and tested in this thesis. A comparison of existing Doppler wind lidar concepts with respect to the requirements yields a fringe-imaging Michelson interferometer combined with a fast linear detector array. Monolithic design and fiber coupling aim at thermo-mechanical stability. The concept is evaluated through calculations and end-to-end simulations. The receiver prototype is then implemented and characterized in the laboratory. First ground-based measurements in spring 2018 are carried out in comparison to a commercial coherent lidar, revealing precise, range-resolved performance, whereby temporally variable systematic errors occur. Further improvements are necessary for alleviating wake vortex encounters.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/131461/
Dokumentart:Hochschulschrift (Dissertation)
Zusätzliche Informationen:Die Dissertation erschien auch als Forschungsbericht DLR FB 2019-31
Titel:Development and test of a UV lidar receiver for the measurement of wind velocities aiming at the near-range characterization of wake vortices and gusts in clear air
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Herbst, JonasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-0280-8228NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Seitenanzahl:255
Status:veröffentlicht
Stichwörter:airborne lidar, Doppler, direct-detection, fringe-imaging, atmosphere, turbulence, gust, wake vortex,
Institution:Ludwigs-Maximilians-Universität München
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - LIDAR-Forschung und - Entwicklung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Volkert, Dr. Hans
Hinterlegt am:28 Nov 2019 06:59
Letzte Änderung:07 Feb 2020 07:03

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