受大氣湍流的影響,激光傳輸時會產(chǎn)生光強閃爍、光斑漂移、到達角起伏和光束擴展等湍流效應,使系統(tǒng)的誤碼率增加,阻礙了無線光通信技術(shù)的發(fā)展。其中光強閃爍效應是影響通信性能的主要因素,表現(xiàn)為激光在傳輸過程中接收端光強發(fā)生隨機變化,導致接收信號的光強下降至判決門限之下,嚴重時造成激光傳輸鏈路中斷,因此針對光強閃爍特性進行測量分析具有很高的研究價值。研究發(fā)現(xiàn),大氣環(huán)境在不同的地區(qū)存在不同的特征。西安在秋冬季節(jié)頻繁出現(xiàn)嚴重的霧霾天氣,使得該地區(qū)大氣湍流較為復雜。為此,本文在西安地區(qū)搭建外場激光傳輸鏈路對不同天氣下的光強分布及閃爍特性進行測量研究。論文主要工作如下:(1)介紹了大氣結(jié)構(gòu)的構(gòu)成及湍流形成的原因,分析了湍流效應對大氣激光通信系統(tǒng)的影響,闡述了描述光學湍流特征參數(shù)的測量方法。(2)依據(jù)光強閃爍理論,搭建了鏈路長度為2500m的實驗系統(tǒng),測量西安地區(qū)光強閃爍特性。分析了激光光束在五種不同天氣條件下的光強空間分布特征,通過對實驗采集到的光斑圖像進行處理,發(fā)現(xiàn)不同天氣條件下光斑光強均服從類高斯分布,晴天的光斑陡峭度最大,陰天次之,霧霾天和雪天較為平緩;并按照晴天、陰天、霧霾天、雨天、雪天的次序,光...

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
2.大氣環(huán)境對激光傳輸?shù)挠绊?br>    2.1 大氣湍流描述
        2.1.1 大氣基本狀態(tài)及結(jié)構(gòu)組成
        2.1.2 大氣湍流的形成及特點
    2.2 大氣吸收與散射
        2.2.1 大氣吸收
        2.2.2 大氣散射
    2.3 大氣湍流的特征參數(shù)
        2.3.1 大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)
        2.3.2 大氣相干長度
        2.3.3 等暈角
    2.4 本章小結(jié)
3.湍流效應對激光傳輸?shù)挠绊?br>    3.1 湍流效應的主要表現(xiàn)方式
        3.1.1 光束擴展
        3.1.2 光斑漂移
        3.1.3 到達角起伏
        3.1.4 光強閃爍
    3.2 光強閃爍概率分布模型
        3.2.1 弱湍流環(huán)境光強閃爍概率分布
        3.2.2 強湍流環(huán)境光強閃爍概率分布
        3.2.3 由弱至強湍流環(huán)境光強閃爍概率分布
    3.3 本章小結(jié)
4.實驗測量系統(tǒng)
    4.1 幾種大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)測量方法
        4.1.1 閃爍指數(shù)測量法
        4.1.2 到達角起伏方差測量法
        4.1.3 熱感探空儀測量技術(shù)
        4.1.4 激光雷達測量技術(shù)
        4.1.5 無源測量技術(shù)
    4.2 實驗系統(tǒng)及其參數(shù)
        4.2.1 實驗系統(tǒng)
        4.2.2 系統(tǒng)參數(shù)設置
        4.2.3 測量地點的選擇
    4.3 本章小結(jié)
5.光強閃爍特性實驗及分析
    5.1 光強空間分布統(tǒng)計特性
        5.1.1 遠場光強分布理論
        5.1.2 光斑圖像預處理
        5.1.3 實驗結(jié)果及分析
    5.2 光強閃爍時間統(tǒng)計特性
        5.2.1 大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)統(tǒng)計特征
        5.2.2 閃爍指數(shù)統(tǒng)計特征
        5.2.3 光強閃爍概率密度分布
    5.3 本章小結(jié)
6.總結(jié)和展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果



本文編號：3764076