高空湍流影响下紫外光多径散射链路模型

发布时间：2019-01-08 09:55

【摘要】：考虑散射链路所在高空大气中温度、压强、臭氧浓度和湍流垂直强度的分布规律,依据Rayleigh散射理论,提出紫外光多径散射链路模型。将散射体划分为多个散射元,各散射元对应一组路径,并依照不同路径划分信号光,计算其信号强度;利用对数正态分布和非直视链路的湍流模型,分别计算不同路径的信号强度概率密度分布;用所有概率密度函数卷积得到接收端各路径信号叠加的强度分布和链路损耗。根据实际大气环境仿真得到:新模型得到的信号强度概率密度分布较原模型更集中,紫外光的消光系数受吸收系数影响显著,二者垂直分布曲线只在15km以下略有差异。在高空2~14km范围内,当收发端位于11km左右闪烁指数存在极大值,而收发端位于6km左右闪烁指数最小。综合考虑湍流效应和链路损耗,高空紫外光通信可将收发端安置于10km高度以下。
[Abstract]:Considering the distribution of temperature, pressure, ozone concentration and the vertical intensity of turbulence in the upper atmosphere where the scattering link is located, a model of ultraviolet multipath scattering link is proposed according to Rayleigh scattering theory. The scatterers are divided into a plurality of scattering elements, each scattering element corresponds to a set of paths, and the signal intensity is calculated by dividing the signal light according to different paths. The signal intensity probability density distribution of different paths is calculated by using logarithmic normal distribution and non-direct link turbulence model, and the intensity distribution and link loss of each path signal superposition are obtained by convolution of all probability density functions. According to the actual atmospheric environment simulation, the signal intensity probability density distribution obtained by the new model is more concentrated than that of the original model, and the extinction coefficient of ultraviolet light is significantly affected by the absorption coefficient. The vertical distribution curves of the two models are only slightly different under 15km. In the high altitude 2~14km range, when the transceiver is located at the 11km, the scintillation exponent is maximum, while the transceiver is at the 6km, and the scintillation index is the smallest. Considering the turbulence effect and link loss, the transceiver can be placed below the 10km height.
【作者单位】： 空军工程大学信息与导航学院;
【分类号】：TN929.1

【参考文献】

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【共引文献】

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