無線激光通信系統(tǒng)中大氣傳輸特性研究.pdf

1、分類號(hào)號(hào)UDCCC密級(jí)級(jí)級(jí)學(xué)號(hào)號(hào)060810010439、砂瞬爭(zhēng)了，去軍碩士學(xué)位論文學(xué)科名稱:學(xué)科門類:指導(dǎo)教師:申請(qǐng)日期:摘要論文題目:無線激光通信系統(tǒng)中大氣傳輸特性研究學(xué)科:通信與信息系統(tǒng)研究生:馬冬冬導(dǎo)師:柯熙政教授簽名寫冬洛簽趟夢(mèng)摘要激光在大氣中傳輸，會(huì)受到大氣中各種因素如霧、雨、大氣散射與吸收的影響，使信號(hào)能量衰減，能否將大氣激光通信推廣應(yīng)用的關(guān)鍵在于大氣激光通信系統(tǒng)能否克服氣候因素的影響，實(shí)現(xiàn)全天候通信。因此，對(duì)激光大氣傳輸

2、特性的研究具有十分重要的意義。本文首先介紹了光在大氣中傳輸?shù)幕纠碚摵徒?jīng)典的球形粒子散射理論。在此基礎(chǔ)上計(jì)算了單球粒子對(duì)光的散射對(duì)于群體粒子中光的衰減，主要采用單次散射近似公式，鑒于我們?cè)谕ㄐ胖兄饕紤]的是前向散射，結(jié)合AdarshDepak和O.H.Vanghan提出的前向散射修正系數(shù)，得出前向散射修正后的新的衰減公式。另外，對(duì)于偏振光的傳播采用基于stokesMueler關(guān)系的單次散射模型為基礎(chǔ)的MonteCarlo方法，得到了單球

3、粒子以及大氣傳輸散射光的退偏。最后，對(duì)于脈沖信號(hào)的大氣傳輸，通過求解雙頻相干函數(shù)得到脈沖的展寬和延時(shí)。主要的研究工作如下:1.編寫了單球粒子散射光強(qiáng)分布程序，可以仿真有效粒子半徑內(nèi)不同波長(zhǎng)的激光對(duì)雨、霧、沙等單個(gè)球形粒子的散射光強(qiáng)分布以及散射、吸收和衰減效率因子。2.推導(dǎo)了前向散射修正公式，分別針對(duì)不同波長(zhǎng)的激光，仿真雨、霧、沙天氣下單次散射及前向散射修正的衰減曲線。3.計(jì)算了單球粒子對(duì)偏振光散射的偏振角分布圖，在此基礎(chǔ)上并利用MC方法

4、對(duì)霧、沙的退偏做了仿真。4.求解了表征光波在隨機(jī)介質(zhì)中傳播的雙頻相干函數(shù)，并仿真不同脈寬的高斯和矩形脈沖經(jīng)過不同能見度霧介質(zhì)后的展寬和延時(shí)。本課題的研究結(jié)果表明天氣條件對(duì)激光傳輸?shù)挠绊懞艽?，為了提高通信的可靠性就得掌握一定的激光大氣傳輸知識(shí)，研究結(jié)果對(duì)激光器和探測(cè)器的選擇以及光學(xué)系統(tǒng)的搭建有重要的指導(dǎo)作用，另外對(duì)研究大氣中的粒子對(duì)光散射也具有實(shí)際的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞:大氣激光通信Mie散射偏振光脈沖本課題來源于陜西省自然科學(xué)基金(2007