泡沫覆盖气—海界面的激光传输特性
发布时间：2021-07-16 11:37
随着激光技术的迅速发展,蓝绿激光在对潜通信中的研究应用受到了国内外的广泛关注,成为最有发展前景的通信技术之一。机载/星载激光对潜通信,其信道由三部分组成:大气信道、气-海界面、海水信道,信道的复杂多变成为激光通信的主要限制因素。目前,有关信道特性的研究主要集中在大气、海水信道,较少涉及气-海界面的研究;而有关气-海界面散射特性的研究,主要针对微波段,目前对泡沫覆盖气-海界面的激光传输特性较少涉及,有待研究。本文在微波段海面电磁散射的基础上,采用适用于可见光波段海面电磁散射的改进双尺度法,对蓝绿激光在近海面大气以及泡沫覆盖粗糙海面的传输特性进行了研究。本文介绍了海面基本特征参量以及不同海区海谱的发展现状,并对近海面大气中的海雾以及泡沫粒子结构进行了概述,利用蒙特卡罗方法对JONSWAP谱海面进行几何建模,验证风速、风区对海面起伏的影响;在传统双尺度法的基础上给出了适用于可见光波段海面电磁散射的改进双尺度法;然后利用蒙特卡罗法通过对光子进行追踪,考虑光子与雾滴粒子之间的多次散射,对蓝绿激光在海雾中的传输特性进行分析,计算了不同海雾能见度以及不同传输距离下的激光透过率;研究了蓝绿激光在泡沫覆...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 蓝绿激光传输特性的研究现状
1.2.2 海面电磁散射的研究现状
1.3 本文的研究内容与结构安排
第二章 不同海区海谱模型及海面几何建模
2.1 海面特征参数
2.1.1 实际粗糙海面的基本知识
2.1.2 海面统计参量
2.1.3 海水媒质特性
2.2 海浪谱模型
2.2.1 深海海谱
2.2.2 浅海海谱
2.3 海面几何建模
2.3.1 蒙特卡罗方法
2.3.2 JONSWAP谱的蒙特卡罗模拟
2.4 本章小结
第三章 粗糙海面电磁散射理论
3.1 海面电磁散射
3.1.1 激光雷达散射截面与散射系数
3.1.2 随机粗糙面电磁散射近似法
3.2 基尔霍夫近似法
3.3 双尺度法
3.4 可见光波段的改进双尺度法
3.5 本章小结
第四章 蓝绿激光在海雾中的传输特性
4.1 雾的物理特性
4.2 海雾对光的散射
4.2.1 海雾对光的单次散射
4.2.2 海雾对光的多次散射
4.3 激光海雾中的传输
4.4 本章小结
第五章 蓝绿激光在气-海界面的传输特性
5.1 覆盖泡沫粗糙海面的激光散射特性
5.1.1 覆盖泡沫的粗糙海面的矢量辐射传输方程
5.1.2 泡沫微结构
5.1.3 气-海界面的散射系数
5.1.4 计算结果及分析
5.2 覆盖泡沫粗糙海面的激光透射特性
5.2.1 粗糙海面透射的基尔霍夫驻留相位近似法
5.2.2 覆盖泡沫海面的透射系数
5.2.3 计算结果及分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要研究内容和结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]含泡沫面元模型的海面电磁散射研究[J]. 范天奇,郭立新,金健,孟肖. 物理学报. 2014(21)
[2]太赫兹波段信号在雾中的传输特性研究[J]. 王蓉蓉,吴振森,张艳艳,王明军. 红外与激光工程. 2014(08)
[3]含卷浪Pierson-Moscowitz谱海面电磁散射研究[J]. 李文龙,郭立新,孟肖,刘伟. 物理学报. 2014(16)
[4]基于文氏改进谱的二维粗糙海面模型及其电磁散射研究[J]. 吴庚坤,姬光荣,姬婷婷,任红霞. 物理学报. 2014(13)
[5]基于Mie理论的激光雾中传输衰减特性研究[J]. 魏海亮,邵利民,李茂林. 舰船电子工程. 2014(01)
[6]雾环境下非视距大气散射传输特性研究[J]. 林勇,徐智勇,汪井源,宋超,王荣,陈亦望. 光学学报. 2013(09)
[7]风驱粗糙海面背景下海雾对可见和红外光多次散射特性研究[J]. 孙贤明,王海华,类成新,申晋. 光谱学与光谱分析. 2013(08)
[8]水雾对激光引信的衰减[J]. 沈娜,张祥金,郭婧. 光学精密工程. 2013(04)
[9]1.064μm激光制导半实物仿真大气衰减模型研究[J]. 臧永强,王仕成,刘志国,刘源,王伟峰. 电光与控制. 2012(09)
[10]风生海中气泡对海洋光学反射比的影响[J]. 杨倩,贺明霞. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(Z1)
博士论文
[1]光在大气和海水信道的传输性能研究[D]. 詹恩奇.华中科技大学 2007
[2]海面及其与上方简单目标的复合电磁散射研究[D]. 王运华.西安电子科技大学 2006
[3]海面电磁与光散射特性研究[D]. 张延冬.西安电子科技大学 2004
[4]水凝物的电波传播特性与遥感研究[D]. 赵振维.西安电子科技大学 2001
硕士论文
[1]小擦地角海面散射与海杂波研究[D]. 张勇.西安电子科技大学 2013
[2]蓝绿激光通信海水信道的研究[D]. 常方.华中科技大学 2011
[3]蓝绿激光对潜通信光信道特性研究[D]. 杨虹.电子科技大学 2008
[4]雾对脉冲激光传输的影响[D]. 冒晓莉.南京信息工程大学 2007
[5]蓝绿激光在海水中的散射特性及其退偏研究[D]. 李小川.电子科技大学 2006
本文编号：3286937
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 蓝绿激光传输特性的研究现状
1.2.2 海面电磁散射的研究现状
1.3 本文的研究内容与结构安排
第二章 不同海区海谱模型及海面几何建模
2.1 海面特征参数
2.1.1 实际粗糙海面的基本知识
2.1.2 海面统计参量
2.1.3 海水媒质特性
2.2 海浪谱模型
2.2.1 深海海谱
2.2.2 浅海海谱
2.3 海面几何建模
2.3.1 蒙特卡罗方法
2.3.2 JONSWAP谱的蒙特卡罗模拟
2.4 本章小结
第三章 粗糙海面电磁散射理论
3.1 海面电磁散射
3.1.1 激光雷达散射截面与散射系数
3.1.2 随机粗糙面电磁散射近似法
3.2 基尔霍夫近似法
3.3 双尺度法
3.4 可见光波段的改进双尺度法
3.5 本章小结
第四章 蓝绿激光在海雾中的传输特性
4.1 雾的物理特性
4.2 海雾对光的散射
4.2.1 海雾对光的单次散射
4.2.2 海雾对光的多次散射
4.3 激光海雾中的传输
4.4 本章小结
第五章 蓝绿激光在气-海界面的传输特性
5.1 覆盖泡沫粗糙海面的激光散射特性
5.1.1 覆盖泡沫的粗糙海面的矢量辐射传输方程
5.1.2 泡沫微结构
5.1.3 气-海界面的散射系数
5.1.4 计算结果及分析
5.2 覆盖泡沫粗糙海面的激光透射特性
5.2.1 粗糙海面透射的基尔霍夫驻留相位近似法
5.2.2 覆盖泡沫海面的透射系数
5.2.3 计算结果及分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要研究内容和结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]含泡沫面元模型的海面电磁散射研究[J]. 范天奇,郭立新,金健,孟肖. 物理学报. 2014(21)
[2]太赫兹波段信号在雾中的传输特性研究[J]. 王蓉蓉,吴振森,张艳艳,王明军. 红外与激光工程. 2014(08)
[3]含卷浪Pierson-Moscowitz谱海面电磁散射研究[J]. 李文龙,郭立新,孟肖,刘伟. 物理学报. 2014(16)
[4]基于文氏改进谱的二维粗糙海面模型及其电磁散射研究[J]. 吴庚坤,姬光荣,姬婷婷,任红霞. 物理学报. 2014(13)
[5]基于Mie理论的激光雾中传输衰减特性研究[J]. 魏海亮,邵利民,李茂林. 舰船电子工程. 2014(01)
[6]雾环境下非视距大气散射传输特性研究[J]. 林勇,徐智勇,汪井源,宋超,王荣,陈亦望. 光学学报. 2013(09)
[7]风驱粗糙海面背景下海雾对可见和红外光多次散射特性研究[J]. 孙贤明,王海华,类成新,申晋. 光谱学与光谱分析. 2013(08)
[8]水雾对激光引信的衰减[J]. 沈娜,张祥金,郭婧. 光学精密工程. 2013(04)
[9]1.064μm激光制导半实物仿真大气衰减模型研究[J]. 臧永强,王仕成,刘志国,刘源,王伟峰. 电光与控制. 2012(09)
[10]风生海中气泡对海洋光学反射比的影响[J]. 杨倩,贺明霞. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(Z1)
博士论文
[1]光在大气和海水信道的传输性能研究[D]. 詹恩奇.华中科技大学 2007
[2]海面及其与上方简单目标的复合电磁散射研究[D]. 王运华.西安电子科技大学 2006
[3]海面电磁与光散射特性研究[D]. 张延冬.西安电子科技大学 2004
[4]水凝物的电波传播特性与遥感研究[D]. 赵振维.西安电子科技大学 2001
硕士论文
[1]小擦地角海面散射与海杂波研究[D]. 张勇.西安电子科技大学 2013
[2]蓝绿激光通信海水信道的研究[D]. 常方.华中科技大学 2011
[3]蓝绿激光对潜通信光信道特性研究[D]. 杨虹.电子科技大学 2008
[4]雾对脉冲激光传输的影响[D]. 冒晓莉.南京信息工程大学 2007
[5]蓝绿激光在海水中的散射特性及其退偏研究[D]. 李小川.电子科技大学 2006
本文编号：3286937
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3286937.html
