失配条件下的激光大气传输特性测试技术研究

发布时间：2022-08-02 15:35

　　自由空间激光通信系统由于其可用频带宽、通信速率高、定向性保密性强,已成为近年来的研究热点,具有广阔的应用前景。但是,传输信道中的大气湍流和大气衰减是制约其发展的主要因素,大气湍流和大气衰减分别由大气折射率结构常数和大气消光系数来表征。只有深入研究大气信道,才能准确掌握其对激光通信性能的影响,并针对性的开发出大气效应抑制手段。近年来,为了满足自由空间激光通信信道测试的需求,研究人员开发了大气折射率结构常数和大气消光系数的同步测试方法,该方法要求激光光束传输光轴和投影光轴精确对准。然而,在实际的激光通信系统中难以实现准确的光学对准,导致了较大的测试误差。为了解决失配条件下的同步测试问题,使信道测试更便于使用,本文提出了光强拟合法和光强积分法两种测试方法。这两种测试方法将失配距离作为一个参数进行处理,所以能够克服激光传输光轴和投影光轴未对准的问题。光强拟合法的原理是将测得口径上长周期平均光强分布与理论长周期平均光强分布进行拟合,进而同步解算出大气传输特性参数及失配距离。光强积分法的原理是依据一定口径内长周期平均光强积分中包含大气传输特性参数及失配距离,通过计算大小不同的同心圆内的接收功率进而... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 激光大气传输特性测试方法的国内外研究现状
        1.2.1 典型测试方法
        1.2.2 典型测试方法在激光通信信道测试中的应用
        1.2.3 同步测试方法研究现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 大气传输理论
    2.1 大气湍流理论
    2.2 大气衰减理论
    2.3 收发光轴对准条件下的大气传输特性测试
    2.4 本章小结
第三章 失配条件下同步测试大气传输特性的方法
    3.1 失配条件下的同步测试方案
    3.2 光强拟合法
    3.3 光强积分法
    3.4 两种测试方法的口径约束条件
    3.5 失配距离已知情况下的测试方法
    3.6 本章小结
第四章 测试方法的仿真验证与性能分析
    4.1 多层相位屏仿真环境的构建
        4.1.1 多层相位屏仿真方法
        4.1.2 多层相位屏仿真验证
    4.2 基于多层相位屏的测试方法仿真验证
    4.3 测试性能仿真分析
        4.3.1 测试范围的仿真分析
        4.3.2 测试分辨率的仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 测试方法的实验验证
    5.1 实验方案
    5.2 实验结果
    5.3 两种测试方法的讨论
        5.3.1 两种测试方法的口径约束条件
        5.3.2 失配距离已知情况下的实验结果
        5.3.3 背景光对测试结果的影响
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型微脉冲激光雷达测量大气水平能见度[J]. 吕立慧,刘文清,张天舒,陆亦怀,董云升,陈臻懿,范广强,亓少帅.  中国激光. 2014(09)
[2]一种大气激光通信信道测试系统的设计[J]. 冯杰,徐林.  光通信技术. 2012(05)
[3]CCD辐射响应函数矩阵的建立与应用[J]. 任建伟,张艳琪,叶钊,全先荣.  光学精密工程. 2012(05)
[4]无线光通信信道的大气湍流测试及分析[J]. 胡玮,蒋大钢,张静,李晓峰.  电子科技大学学报. 2011(02)
[5]大气折射率结构常数和湍流特征谱的计算(英文)[J]. 梅海平,饶瑞中,吴晓庆,朱文越.  强激光与粒子束. 2003(12)



本文编号：3668788