本文關鍵詞：斜程大氣湍流信道激光回波軸向閃爍指數(shù)的研究

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【摘要】：在自由空間光通信、激光雷達、目標跟蹤等主動探測光學系統(tǒng)中,光波經(jīng)斜程大氣信道傳輸時,由于大氣湍流折射率的隨機起伏,接收到的回波信號會發(fā)生強度起伏現(xiàn)象,即光強閃爍效應。閃爍效應的存在嚴重制約了地空路徑中光波傳輸應用的發(fā)展,因此十分有必要對光波回波信號的閃爍指數(shù)進行理論建模,以準確掌握光強閃爍效應的物理特性,為相關的激光傳輸系統(tǒng)提供理論方面的參考。本文分別基于經(jīng)典Rytov理論與修正Rytov理論,對單站及雙站發(fā)射和接收系統(tǒng)斜程大氣湍流信道光波回波的軸向閃爍指數(shù)進行了研究。首先,對大氣湍流相關理論及對閃爍指數(shù)構成影響的湍流要素進行了相關介紹。其次,根據(jù)光波斜程傳輸理論及隨高度變化的ITU-R大氣結構常數(shù)模型,采用經(jīng)典Rytov理論及修正Hill譜模型,同時考慮湍流內、外尺度影響,對球面波入射有限尺寸反射器目標回波的軸向閃爍指數(shù)進行了推導。數(shù)值計算并分析了不同參數(shù)時,回波軸向閃爍指數(shù)隨著菲涅耳率的變化關系,結果表明:內尺度與外尺度、波長、目標高度均對閃爍指數(shù)構成影響,影響力的大小應綜合考量各因素得以確定。最后,利用修正Rytov理論,將點目標回波的閃爍指數(shù)模型拓展至湍流中等及強起伏條件,并利用隨高度變化的外尺度對閃爍指數(shù)進行計算。數(shù)值分析表明:當湍流起伏較弱時,外尺度對于閃爍指數(shù)的影響遠小于內尺度,但當系統(tǒng)處于中度及強起伏湍流時,隨高度變化的外尺度影響作用明顯,不可忽略。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN24;P49

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本文編號：1233636