海洋-大气混合信道中光传输特性研究
发布时间：2022-08-11 16:00
无论是海洋还是大气,经流速场的注入或水体机械性混合作用,都会出现跟随时空起伏的折射率场,我们称之为光学湍流。通常,它的存在使得邻近时间内或邻近空间内折射率不发生变化或缓慢变化,但是在一定长的时间内或长距离的光束传播路径上却存在着较为明显的折射率变化累积效应。这种效应的存在使得所有的光学系统必须考虑光与传播介质相互作用的一般效应,以及与光波本身相关的效应。对于激光探测与测量系统而言,长曝光时间内或者在长距离传输时的累积效应都是无法避免的,因此我们需要更好的理解和熟悉湍流场的统计性特征。本文着眼于海洋、大气环境的湍流效应,主要针对在这种湍流场条件下的激光传输特性进行建模分析。首先,基于近期提出的宽范围Prandtl/Schmidt数的海洋折射率功率谱,对其进行了关于外尺度模型的引入修正;其次,主要利用Pierson-Moscowitz海谱模型的转化,对于受风力驱动导致的海面粗糙会扰动波及跨界面传输的激光束的传输特性问题加以讨论;最后,以高斯谢尔模型光束为例,基于激光传输上行链路模型,讨论了光束以谱密度和相干度为代表的二阶统计参量的传输特性,并得出结论。在海洋湍流环境中,无论是受单一的温度、...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及发展概况
1.2.1 湍流折射率功率谱的研究概况
1.2.2 外尺度的研究概况
1.2.3 海谱的研究概况
1.2.4 海气信道的研究概况
1.3 国内外发展现状综述分析
1.4 论文的主要研究内容
第2章 基于宽范围Prandtl/Schmidt数的海洋折射率功率谱的外尺度修正
2.1 引言
2.2 海洋折射率功率谱的特征及外尺度引入的必要性
2.3 海洋折射率功率谱的三种常用外尺度模型的比较分析
2.4 海洋折射率功率谱的外尺度模型与深度函数的关联
2.5 海洋环境上行链路信道中的光传输理论
2.6 本章小结
第3章 海洋-大气交界面关于Pierson-Moskowitz海谱的扰动模型建立
3.1 引言
3.2 Pierson-Moskowitz海谱的扰动模型引入
3.3 海洋大气交界面的二阶特性
3.4 交界面风速参数对信号光束跨界面传输的影响
3.5 本章小结
第4章 海洋-大气混合信道中光传输特性研究及分析
4.1 引言
4.2 海洋-大气混合信道模型的建立及空间相干半径的求解
4.3 光学参量对海洋-大气混合信道光传输的仿真及其影响
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Thorpe尺度估算库尔勒、茂名、拉萨大气光学湍流廓线[J]. 胡晓丹,苏昶东,罗涛,青春,孙刚,刘庆,李学彬,朱文越,吴晓庆. 强激光与粒子束. 2019(08)
[2]蓝绿光星载海洋激光雷达全球探测深度估算[J]. 刘秉义,李瑞琦,杨倩,孔晓娟. 红外与激光工程. 2019(01)
[3]大气湍流尺度对部分相干光传输特性的影响[J]. 柯熙政,薛瑶. 光子学报. 2017(01)
[4]激光雷达的应用及发展趋势[J]. 赵一鸣,李艳华,商雅楠,李静,于勇,李凉海. 遥测遥控. 2014(05)
[5]根据到达角协方差测量大气湍流外尺度[J]. 黄宏华,姚永帮,饶瑞中. 光学学报. 2007(08)
[6]大气湍流外尺度对倾斜跟踪系统跟踪精度的影响[J]. 吴碧琳,饶长辉. 光学学报. 2007(06)
[7]不同地区大气光学湍流内外尺度测量[J]. 梅海平,吴晓庆,饶瑞中. 强激光与粒子束. 2006(03)
[8]有限湍流尺度对红外大气成像系统分辨率的影响[J]. 张逸新,陶纯堪. 红外与激光工程. 2005(02)
[9]大气激光通信中多光束传输性能分析和信道建模[J]. 马东堂,魏急波,庄钊文. 光学学报. 2004(08)
[10]湍流外尺度对光闪烁孔径平滑的影响[J]. 张逸新,钱军浩. 激光技术. 2001(02)
博士论文
[1]水下相干激光无线通信系统若干关键技术研究[D]. 李一铭.电子科技大学 2019
[2]海洋湍流对激光束传输的影响[D]. 陆璐.中国科学技术大学 2016
硕士论文
[1]蓝绿激光海洋湍流及其下行信道传输特性研究[D]. 苗希彩.西安电子科技大学 2017
[2]蓝绿激光通信下行信道Monte Carlo仿真和建模[D]. 何谷强.华中科技大学 2009
[3]水下光学无线通信系统的关键技术研究[D]. 隋美红.中国海洋大学 2009
[4]蓝绿激光上行通信信道特性的研究[D]. 司立宏.桂林电子科技大学 2007
本文编号：3674956
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及发展概况
1.2.1 湍流折射率功率谱的研究概况
1.2.2 外尺度的研究概况
1.2.3 海谱的研究概况
1.2.4 海气信道的研究概况
1.3 国内外发展现状综述分析
1.4 论文的主要研究内容
第2章 基于宽范围Prandtl/Schmidt数的海洋折射率功率谱的外尺度修正
2.1 引言
2.2 海洋折射率功率谱的特征及外尺度引入的必要性
2.3 海洋折射率功率谱的三种常用外尺度模型的比较分析
2.4 海洋折射率功率谱的外尺度模型与深度函数的关联
2.5 海洋环境上行链路信道中的光传输理论
2.6 本章小结
第3章 海洋-大气交界面关于Pierson-Moskowitz海谱的扰动模型建立
3.1 引言
3.2 Pierson-Moskowitz海谱的扰动模型引入
3.3 海洋大气交界面的二阶特性
3.4 交界面风速参数对信号光束跨界面传输的影响
3.5 本章小结
第4章 海洋-大气混合信道中光传输特性研究及分析
4.1 引言
4.2 海洋-大气混合信道模型的建立及空间相干半径的求解
4.3 光学参量对海洋-大气混合信道光传输的仿真及其影响
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Thorpe尺度估算库尔勒、茂名、拉萨大气光学湍流廓线[J]. 胡晓丹,苏昶东,罗涛,青春,孙刚,刘庆,李学彬,朱文越,吴晓庆. 强激光与粒子束. 2019(08)
[2]蓝绿光星载海洋激光雷达全球探测深度估算[J]. 刘秉义,李瑞琦,杨倩,孔晓娟. 红外与激光工程. 2019(01)
[3]大气湍流尺度对部分相干光传输特性的影响[J]. 柯熙政,薛瑶. 光子学报. 2017(01)
[4]激光雷达的应用及发展趋势[J]. 赵一鸣,李艳华,商雅楠,李静,于勇,李凉海. 遥测遥控. 2014(05)
[5]根据到达角协方差测量大气湍流外尺度[J]. 黄宏华,姚永帮,饶瑞中. 光学学报. 2007(08)
[6]大气湍流外尺度对倾斜跟踪系统跟踪精度的影响[J]. 吴碧琳,饶长辉. 光学学报. 2007(06)
[7]不同地区大气光学湍流内外尺度测量[J]. 梅海平,吴晓庆,饶瑞中. 强激光与粒子束. 2006(03)
[8]有限湍流尺度对红外大气成像系统分辨率的影响[J]. 张逸新,陶纯堪. 红外与激光工程. 2005(02)
[9]大气激光通信中多光束传输性能分析和信道建模[J]. 马东堂,魏急波,庄钊文. 光学学报. 2004(08)
[10]湍流外尺度对光闪烁孔径平滑的影响[J]. 张逸新,钱军浩. 激光技术. 2001(02)
博士论文
[1]水下相干激光无线通信系统若干关键技术研究[D]. 李一铭.电子科技大学 2019
[2]海洋湍流对激光束传输的影响[D]. 陆璐.中国科学技术大学 2016
硕士论文
[1]蓝绿激光海洋湍流及其下行信道传输特性研究[D]. 苗希彩.西安电子科技大学 2017
[2]蓝绿激光通信下行信道Monte Carlo仿真和建模[D]. 何谷强.华中科技大学 2009
[3]水下光学无线通信系统的关键技术研究[D]. 隋美红.中国海洋大学 2009
[4]蓝绿激光上行通信信道特性的研究[D]. 司立宏.桂林电子科技大学 2007
本文编号：3674956
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