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大气对空间光通信影响研究

作　者: 边永昌
导　师: 佟首峰
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 激光通信大气折射大气衰减大气湍流附面层
分类号: TN929.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 348次
引　用: 2次
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内容摘要

本文介绍了大气中的气体分子和大气气溶胶离子对激光信号的吸收和散射效应，大气折射效应，大气湍流效应和气动光学效应对光信号传输的影响，对飞机与地面之间激光通信过程中激光所受到的大气环境的影响进行理论与仿真的研究，建立了激光大气传输的衰减、折射、湍流和附面层数学模型和仿真模型，根据这些模型，以各种图形工具来观察激光受到大气影响、空间损耗等外界环境的作用后，激光能量的变化情况以及到达接收端时光束的位置和能量分布情况。通过深入分析各种外在因素对激光通信系统的影响，提出几种抑制大气信道影响的方法，并进行激光大气传输实验。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-13
  §1.1 引言  8
  §1.2 空间光通信的特点  8-9
  §1.3 国内外空间光通信的现状  9-10
  §1.4 空间光通信的发展趋势  10-11
  §1.5 国外大气信道的研究现状  11-12
  §1.6 论文研究内容  12-13
第二章空间激光通信系统组成与工作原理  13-16
  §2.1 分系统种类  13-14
  §2.2 大气对接收系统的影响  14-16
第三章大气吸收、散射和折射对激光通信系统影响分析  16-22
  §3.1 大气吸收和散射理论分析  16-18
    3.1.1 大气吸收机理  16
    3.1.2 大气散射机理  16-18
  §3.2 大气吸收和散射对通信链路的影响  18-19
  §3.3 大气折射理论分析及对激光通信系统的影响  19-22
第四章大气湍流对激光通信系统影响研究  22-35
  §4.1 大气湍流基本理论分析  22-24
  §4.2 大气湍流对光传输的Rytov分析方法  24-27
  §4.3 闪烁现象基本理论分析  27-29
  §4.4 光束漂移  29-30
  §4.5 光束扩展  30-31
  §4.6 散斑效应  31-33
  §4.7 大气附面层  33-35
    4.7.1 附面层简介  33
    4.7.2 气动光学影响  33-35
第五章仿真模型的实现  35-44
  §5.1 大气衰减模型  35-36
  §5.2 大气折射模型  36-37
  §5.3 大气湍流模型  37-42
    5.3.1 闪烁效应仿真模型  37-38
    5.3.2 光束效应仿真模型  38-39
    5.3.3 散斑效应仿真模型  39-42
  §5.4 大气附面层模型  42-44
第六章仿真结果分析  44-51
  §6.1 大气衰减  44-45
  §6.2 大气折射  45-46
  §6.3 大气湍流  46-48
  §6.4 大气附面层  48-51
    6.4.1 参数设置  48
    6.4.2 仿真结果分析  48-50
    6.4.3 仿真结论  50-51
第七章光通信系统抑制大气影响需采取的措施  51-60
  §7.1 被动选择气候、地点、时间  51-52
  §7.2 采用多光束发射和大孔径接收技术  52-58
    7.2.1 多光束发射  52-56
    7.2.3 大孔径接收  56-58
  §7.3 自适应光学  58-60
第八章激光大气传输实验  60-70
  §8.1 实验系统组成描述  60-62
  §8.2 试验内容  62-69
    8.2.1 对试验现场进行大气折射率常数测试  62-63
    8.2.2 大气对光功率波动的影响以及孔径平滑效应测试  63-66
    8.2.3 积分时间对光强波动的平滑  66-69
  §8.3 试验结论  69-70
第九章总结  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-75

大气对空间光通信影响研究

内容摘要

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