目前主流的通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟,但在一些復(fù)雜的電磁環(huán)境下和部分緊急的通信場(chǎng)合,由于其自身的缺陷,主流通信技術(shù)的應(yīng)用受到不同的限制,在這種情況下,非視線激光通信可以作為其有用的補(bǔ)充。非視線激光通信是利用激光信號(hào)與大氣信道中的氣溶膠粒子和大氣分子發(fā)生米氏散射或者瑞利散射來實(shí)現(xiàn)通信的一種方式,由于該方式具有非視線通信的特點(diǎn),可以為復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)急通信和救援通信增加一種可能的通信手段,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文研究的目的是對(duì)非視線激光通信接收系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)通信功能,具體工作內(nèi)容如下:首先,介紹了大氣的組成和激光在大氣信道傳輸中發(fā)生的吸收和散射情況,重點(diǎn)對(duì)米氏散射和瑞利散射這兩種散射原理進(jìn)行描述和分析。以米氏散射作為非視線激光通信的理論基礎(chǔ),利用單次散射理論建立非視線激光通信傳輸鏈路模型,對(duì)散射相函數(shù)、非對(duì)稱因子、散射有效體積和能見度等影響散射情況的因素進(jìn)行介紹和分析。引入橢球坐標(biāo)系,對(duì)非視線激光通信系統(tǒng)的接收功率進(jìn)行公式推導(dǎo)和簡(jiǎn)化。其次,根據(jù)鏈路模型的推導(dǎo)公式對(duì)影響接收功率的發(fā)射束散角、接收視場(chǎng)角、發(fā)射/接收俯仰角等因素進(jìn)行理論計(jì)算,確定非視線激光通信系統(tǒng)的可行性方案和系統(tǒng)的性能參數(shù)...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1大氣的分層結(jié)構(gòu)

圖2-1大氣的分層結(jié)構(gòu)[32]層的頂部到55km左右的高度稱為平流層。平流層空氣垂流運(yùn)動(dòng)，氣流比較穩(wěn)定，溫度隨著高度增加保持不變以后，溫度隨高度增加很快，在平流層頂部可達(dá)-3℃很少，大氣能見度很高，沒有云、雨等天氣現(xiàn)象。層的頂部到85km左右高度稱為中間層。該層最大....

圖2-2大氣吸收光譜

第二章光在大氣中的傳輸特性由表2-1可以看出，在紅外光譜區(qū)、可見光區(qū)和紫外光區(qū)，H2O分子、O3子和O2分子是大氣的主要吸收氣體。紫外光波段波長(zhǎng)小于0.3μm波長(zhǎng)的紫外光大氣中的臭氧和氧強(qiáng)烈吸收，紅外光波段大于15μm的紅外光基本被大氣中的二化碳和水汽全部吸收。....

圖2-3不同粒子散射強(qiáng)度示意圖

(c)圖2-3不同粒子散射強(qiáng)度示意圖瑞利散射和米氏散射的實(shí)質(zhì)，都是在入射電磁波作用的激發(fā)下，氣溶膠粒子和大氣分子產(chǎn)生電偶極子或多極子振蕩，并以粒子為中心，入射能量以一定規(guī)律向四周重新分布，并輻射出與入射波頻率相同的散射波。2.4.1瑞利散射瑞利散射規(guī)律是由英國(guó)物理學(xué)家瑞利勛....

圖2-5瑞利散射的相函數(shù)和散射強(qiáng)度分布

(b)圖2-5瑞利散射的相函數(shù)和散射強(qiáng)度分布米氏散射球大氣中氣體成分所占比例最大，除此之外就是氣溶膠粒子，它是境中的各種液體微粒、固體微粒以及混合態(tài)的微粒的統(tǒng)稱。這些包混合態(tài)粒的氣溶膠粒子的直徑尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣中的氣體分子，接紅外整個(gè)光譜區(qū)間的光波波長(zhǎng)，根據(jù)表2-2尺度....

本文編號(hào)：3933492