泡沫覆蓋氣—海界面的激光傳輸特性
發(fā)布時(shí)間:2021-07-16 11:37
隨著激光技術(shù)的迅速發(fā)展,藍(lán)綠激光在對(duì)潛通信中的研究應(yīng)用受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注,成為最有發(fā)展前景的通信技術(shù)之一。機(jī)載/星載激光對(duì)潛通信,其信道由三部分組成:大氣信道、氣-海界面、海水信道,信道的復(fù)雜多變成為激光通信的主要限制因素。目前,有關(guān)信道特性的研究主要集中在大氣、海水信道,較少涉及氣-海界面的研究;而有關(guān)氣-海界面散射特性的研究,主要針對(duì)微波段,目前對(duì)泡沫覆蓋氣-海界面的激光傳輸特性較少涉及,有待研究。本文在微波段海面電磁散射的基礎(chǔ)上,采用適用于可見(jiàn)光波段海面電磁散射的改進(jìn)雙尺度法,對(duì)藍(lán)綠激光在近海面大氣以及泡沫覆蓋粗糙海面的傳輸特性進(jìn)行了研究。本文介紹了海面基本特征參量以及不同海區(qū)海譜的發(fā)展現(xiàn)狀,并對(duì)近海面大氣中的海霧以及泡沫粒子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概述,利用蒙特卡羅方法對(duì)JONSWAP譜海面進(jìn)行幾何建模,驗(yàn)證風(fēng)速、風(fēng)區(qū)對(duì)海面起伏的影響;在傳統(tǒng)雙尺度法的基礎(chǔ)上給出了適用于可見(jiàn)光波段海面電磁散射的改進(jìn)雙尺度法;然后利用蒙特卡羅法通過(guò)對(duì)光子進(jìn)行追蹤,考慮光子與霧滴粒子之間的多次散射,對(duì)藍(lán)綠激光在海霧中的傳輸特性進(jìn)行分析,計(jì)算了不同海霧能見(jiàn)度以及不同傳輸距離下的激光透過(guò)率;研究了藍(lán)綠激光在泡沫覆...
【文章來(lái)源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 藍(lán)綠激光傳輸特性的研究現(xiàn)狀
1.2.2 海面電磁散射的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 不同海區(qū)海譜模型及海面幾何建模
2.1 海面特征參數(shù)
2.1.1 實(shí)際粗糙海面的基本知識(shí)
2.1.2 海面統(tǒng)計(jì)參量
2.1.3 海水媒質(zhì)特性
2.2 海浪譜模型
2.2.1 深海海譜
2.2.2 淺海海譜
2.3 海面幾何建模
2.3.1 蒙特卡羅方法
2.3.2 JONSWAP譜的蒙特卡羅模擬
2.4 本章小結(jié)
第三章 粗糙海面電磁散射理論
3.1 海面電磁散射
3.1.1 激光雷達(dá)散射截面與散射系數(shù)
3.1.2 隨機(jī)粗糙面電磁散射近似法
3.2 基爾霍夫近似法
3.3 雙尺度法
3.4 可見(jiàn)光波段的改進(jìn)雙尺度法
3.5 本章小結(jié)
第四章 藍(lán)綠激光在海霧中的傳輸特性
4.1 霧的物理特性
4.2 海霧對(duì)光的散射
4.2.1 海霧對(duì)光的單次散射
4.2.2 海霧對(duì)光的多次散射
4.3 激光海霧中的傳輸
4.4 本章小結(jié)
第五章 藍(lán)綠激光在氣-海界面的傳輸特性
5.1 覆蓋泡沫粗糙海面的激光散射特性
5.1.1 覆蓋泡沫的粗糙海面的矢量輻射傳輸方程
5.1.2 泡沫微結(jié)構(gòu)
5.1.3 氣-海界面的散射系數(shù)
5.1.4 計(jì)算結(jié)果及分析
5.2 覆蓋泡沫粗糙海面的激光透射特性
5.2.1 粗糙海面透射的基爾霍夫駐留相位近似法
5.2.2 覆蓋泡沫海面的透射系數(shù)
5.2.3 計(jì)算結(jié)果及分析
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含泡沫面元模型的海面電磁散射研究[J]. 范天奇,郭立新,金健,孟肖. 物理學(xué)報(bào). 2014(21)
[2]太赫茲波段信號(hào)在霧中的傳輸特性研究[J]. 王蓉蓉,吳振森,張艷艷,王明軍. 紅外與激光工程. 2014(08)
[3]含卷浪Pierson-Moscowitz譜海面電磁散射研究[J]. 李文龍,郭立新,孟肖,劉偉. 物理學(xué)報(bào). 2014(16)
[4]基于文氏改進(jìn)譜的二維粗糙海面模型及其電磁散射研究[J]. 吳庚坤,姬光榮,姬婷婷,任紅霞. 物理學(xué)報(bào). 2014(13)
[5]基于Mie理論的激光霧中傳輸衰減特性研究[J]. 魏海亮,邵利民,李茂林. 艦船電子工程. 2014(01)
[6]霧環(huán)境下非視距大氣散射傳輸特性研究[J]. 林勇,徐智勇,汪井源,宋超,王榮,陳亦望. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[7]風(fēng)驅(qū)粗糙海面背景下海霧對(duì)可見(jiàn)和紅外光多次散射特性研究[J]. 孫賢明,王海華,類成新,申晉. 光譜學(xué)與光譜分析. 2013(08)
[8]水霧對(duì)激光引信的衰減[J]. 沈娜,張祥金,郭婧. 光學(xué)精密工程. 2013(04)
[9]1.064μm激光制導(dǎo)半實(shí)物仿真大氣衰減模型研究[J]. 臧永強(qiáng),王仕成,劉志國(guó),劉源,王偉峰. 電光與控制. 2012(09)
[10]風(fēng)生海中氣泡對(duì)海洋光學(xué)反射比的影響[J]. 楊倩,賀明霞. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(Z1)
博士論文
[1]光在大氣和海水信道的傳輸性能研究[D]. 詹恩奇.華中科技大學(xué) 2007
[2]海面及其與上方簡(jiǎn)單目標(biāo)的復(fù)合電磁散射研究[D]. 王運(yùn)華.西安電子科技大學(xué) 2006
[3]海面電磁與光散射特性研究[D]. 張延冬.西安電子科技大學(xué) 2004
[4]水凝物的電波傳播特性與遙感研究[D]. 趙振維.西安電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]小擦地角海面散射與海雜波研究[D]. 張勇.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]藍(lán)綠激光通信海水信道的研究[D]. 常方.華中科技大學(xué) 2011
[3]藍(lán)綠激光對(duì)潛通信光信道特性研究[D]. 楊虹.電子科技大學(xué) 2008
[4]霧對(duì)脈沖激光傳輸?shù)挠绊慬D]. 冒曉莉.南京信息工程大學(xué) 2007
[5]藍(lán)綠激光在海水中的散射特性及其退偏研究[D]. 李小川.電子科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3286937
【文章來(lái)源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 藍(lán)綠激光傳輸特性的研究現(xiàn)狀
1.2.2 海面電磁散射的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 不同海區(qū)海譜模型及海面幾何建模
2.1 海面特征參數(shù)
2.1.1 實(shí)際粗糙海面的基本知識(shí)
2.1.2 海面統(tǒng)計(jì)參量
2.1.3 海水媒質(zhì)特性
2.2 海浪譜模型
2.2.1 深海海譜
2.2.2 淺海海譜
2.3 海面幾何建模
2.3.1 蒙特卡羅方法
2.3.2 JONSWAP譜的蒙特卡羅模擬
2.4 本章小結(jié)
第三章 粗糙海面電磁散射理論
3.1 海面電磁散射
3.1.1 激光雷達(dá)散射截面與散射系數(shù)
3.1.2 隨機(jī)粗糙面電磁散射近似法
3.2 基爾霍夫近似法
3.3 雙尺度法
3.4 可見(jiàn)光波段的改進(jìn)雙尺度法
3.5 本章小結(jié)
第四章 藍(lán)綠激光在海霧中的傳輸特性
4.1 霧的物理特性
4.2 海霧對(duì)光的散射
4.2.1 海霧對(duì)光的單次散射
4.2.2 海霧對(duì)光的多次散射
4.3 激光海霧中的傳輸
4.4 本章小結(jié)
第五章 藍(lán)綠激光在氣-海界面的傳輸特性
5.1 覆蓋泡沫粗糙海面的激光散射特性
5.1.1 覆蓋泡沫的粗糙海面的矢量輻射傳輸方程
5.1.2 泡沫微結(jié)構(gòu)
5.1.3 氣-海界面的散射系數(shù)
5.1.4 計(jì)算結(jié)果及分析
5.2 覆蓋泡沫粗糙海面的激光透射特性
5.2.1 粗糙海面透射的基爾霍夫駐留相位近似法
5.2.2 覆蓋泡沫海面的透射系數(shù)
5.2.3 計(jì)算結(jié)果及分析
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含泡沫面元模型的海面電磁散射研究[J]. 范天奇,郭立新,金健,孟肖. 物理學(xué)報(bào). 2014(21)
[2]太赫茲波段信號(hào)在霧中的傳輸特性研究[J]. 王蓉蓉,吳振森,張艷艷,王明軍. 紅外與激光工程. 2014(08)
[3]含卷浪Pierson-Moscowitz譜海面電磁散射研究[J]. 李文龍,郭立新,孟肖,劉偉. 物理學(xué)報(bào). 2014(16)
[4]基于文氏改進(jìn)譜的二維粗糙海面模型及其電磁散射研究[J]. 吳庚坤,姬光榮,姬婷婷,任紅霞. 物理學(xué)報(bào). 2014(13)
[5]基于Mie理論的激光霧中傳輸衰減特性研究[J]. 魏海亮,邵利民,李茂林. 艦船電子工程. 2014(01)
[6]霧環(huán)境下非視距大氣散射傳輸特性研究[J]. 林勇,徐智勇,汪井源,宋超,王榮,陳亦望. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[7]風(fēng)驅(qū)粗糙海面背景下海霧對(duì)可見(jiàn)和紅外光多次散射特性研究[J]. 孫賢明,王海華,類成新,申晉. 光譜學(xué)與光譜分析. 2013(08)
[8]水霧對(duì)激光引信的衰減[J]. 沈娜,張祥金,郭婧. 光學(xué)精密工程. 2013(04)
[9]1.064μm激光制導(dǎo)半實(shí)物仿真大氣衰減模型研究[J]. 臧永強(qiáng),王仕成,劉志國(guó),劉源,王偉峰. 電光與控制. 2012(09)
[10]風(fēng)生海中氣泡對(duì)海洋光學(xué)反射比的影響[J]. 楊倩,賀明霞. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(Z1)
博士論文
[1]光在大氣和海水信道的傳輸性能研究[D]. 詹恩奇.華中科技大學(xué) 2007
[2]海面及其與上方簡(jiǎn)單目標(biāo)的復(fù)合電磁散射研究[D]. 王運(yùn)華.西安電子科技大學(xué) 2006
[3]海面電磁與光散射特性研究[D]. 張延冬.西安電子科技大學(xué) 2004
[4]水凝物的電波傳播特性與遙感研究[D]. 趙振維.西安電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]小擦地角海面散射與海雜波研究[D]. 張勇.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]藍(lán)綠激光通信海水信道的研究[D]. 常方.華中科技大學(xué) 2011
[3]藍(lán)綠激光對(duì)潛通信光信道特性研究[D]. 楊虹.電子科技大學(xué) 2008
[4]霧對(duì)脈沖激光傳輸?shù)挠绊慬D]. 冒曉莉.南京信息工程大學(xué) 2007
[5]藍(lán)綠激光在海水中的散射特性及其退偏研究[D]. 李小川.電子科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3286937
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