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文档分类:通信/电子

2021年度可缓解湍流效应的多孔径发射技术分析.docx


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2021年度可缓解湍流效应的多孔径发射技术分析.docx
文档介绍:
摘要



摘 要



空间激光通信是现在中国外通信领域研究热点和前沿。 无线光通信在大气传输过程中存在光强闪烁、 光束漂移、 光斑扩展、 抵达角
起伏等问题, 这些问题是影响无线光通信工程化实施最大障碍。 多种缓解或抑 制大气效应技术是现在近地大气无线光通信及星地无线光通信研究(或设备研 制)工作关键。
论文针对大气激光传输中湍流场所引发光强闪烁、 光束漂移、 光斑扩展、 抵达角起伏等湍流效应, 采取多孔径发射作为缓解上述湍流效应技术方案。
论文关键工作内容以下:
1)论文开展了基于von karman谱模型相位屏建模和仿真工作。 利用循环叠 加计算方法实现了在长距离传输中相位屏仿真, 仿真得到多个部分相干高斯光 束在湍流大气中传输光强分布; 对比了多束部分相干高斯光束和单个高斯光分 别经过大气湍流时光强分布图像, 得到了以下结论: 多个高斯光束之间含有 相干叠加、 互补作用, 使得接收面光强极大值出现概率增大, 提升链路接收光束 质量。
2)论文建立了大气光强闪烁分析模型, 对多高斯光束在部分相干叠加条件下 实现降低光强起伏作用机理进行了分析。 论文同时对孔径数量和光强起伏之间 关系进行了分析研究, 推导得到以下结论: 孔径数量和光强起伏呈非线性反比 关系, 在一定相干范围内, 孔径数量增多能够有效降低光强起伏, 在论文所仿 真无线光通信系统及信道条件下, 孔径数量选择6个为最优。
3)论文建立了弱湍条件下光强闪烁和误码率关系分析模型, 经过仿真对 比, 验证了多孔径发射能够优化近地无线光通信链路误码性能论点。 对比研究 可知, 在某一确定无线信道中, 孔径数量选择含有最优值。
本论文在总结多种大气湍流模型基础上, 结合相位屏理论, 仿真得到大气中 部分相干高斯光束接收图像; 理论和仿真结果均证实多孔径发射技术能够有 效地缓解近地无线光通信中存在光强闪烁、 光束漂移、 光斑扩展、 抵达角起伏 等湍流效应。


关键词: 大气湍流, 光强闪烁, 相位屏, 多孔径, 误码性能

I








ABSTRACT




ABSTRACT



Recently,the space laser communication becomes the hotspot and frontier of investigation in communication area.
In the atmospheric transmission process of wireless optical communication, the following problems exist: light intensity flicker, light beam dri屯hi曲bit error rate and SO on,which are the main obstacle for realizing the project of FSO.In the current investigation of the near-earth atmospheric and terrestar WOC, a lot of effort has been devoted into studying the technology that remits or restrains the influence of atmosphere.111e problems mentioned above could lead to the nonuniform of optical
field distribution on the reception plane of outgoing beam, light intensity variation
flicker,light beam drift, variation of arrival angle and high bit error rate, SO that the communication quality is affected severely.Therefore, how to solve these problems becomes the hotspot and difficult point in the study of laser propagates in atmospheric
turbulence.
In this paper,the field of atmospheric turbulence is studied and the solution of
multiple
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