基于小波分析的大气湍流相位屏模拟

发布时间：2018-07-24 21:38

【摘要】：大尺寸、高分辨率大气湍流相位屏的快速模拟对于在实验中验证自适应光学系统的性能及控制算法的稳定性至关重要。提出了一种基于小波分析模拟大气湍流相位屏的方案。根据离散小波变换的频段分割性质,对Von Karman型功率谱进行切割;基于能量守恒原理,生成不同尺度上对应频段的近似高频系数;利用小波层之间低频系数的递推关系,得到最高层低频系数的相关函数,并利用相关函数法来模拟低频系数;通过小波合成算法得到最终的大气湍流相位屏。模拟结果表明,基于小波分析产生的大气湍流相位屏与Von Karman模型较好地吻合;该方法的计算复杂度低,能快速模拟大尺寸、高分辨率大气湍流相位屏。
[Abstract]:The fast simulation of large scale, high resolution atmospheric turbulence phase screen is very important to verify the performance of adaptive optical system and the stability of control algorithm. A scheme of simulating atmospheric turbulence phase screen based on wavelet analysis is presented. According to the characteristics of discrete wavelet transform, the Von Karman power spectrum is cut, the approximate high frequency coefficients corresponding to different scales are generated based on the principle of energy conservation, and the recursive relation of low frequency coefficients between wavelet layers is used. The correlation function of the highest level low frequency coefficient is obtained, and the correlation function method is used to simulate the low frequency coefficient, and the final atmospheric turbulence phase screen is obtained by wavelet synthesis algorithm. The simulation results show that the atmospheric turbulence phase screen based on wavelet analysis is in good agreement with the Von Karman model, and the computational complexity of this method is low, and the large scale and high resolution atmospheric turbulence phase screen can be quickly simulated.
【作者单位】： 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所;中国科学院天文光学技术重点实验室;中国科学院大学;
【基金】：国家自然科学基金面上项目(11573047) 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所优秀青年人才领域前沿项目(Y3Y0021000)
【分类号】：O357.5

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本文编号：2142730