斜程传输中光波的闪烁问题研究

将修正的Rytov方法推广应用于研究斜程传输问题,推导了平面波和球面波斜程传输时的闪烁指数,并根据ITU-R湍流大气结构模型,对平面波和球面波在不同传播高度、近地面风速、近地面大气结构常数、零内尺度以及非零内尺度下的闪烁指数进行了理论据导,做出了具体的数值分析.研究结果表明,斜程传输在弱起伏情况下,利用修正Rytov方法得到的结果与经典Rytov方法结果基本上是一致的.但随着天顶角的增大,传播距离的增加,闪烁强度的表现结果有所不同,这时的经典Rytov方法也将不能适用.同时,采用修正的Rytov方法对平面波和球面波斜程传输的闪烁问题研究的方法,可以推广应用于波束波的闪烁问题研究中.     

大气相干长度测量实验与分析

大气相干长度是对大气湍流介质进行定量描述的重要参量之一。介绍光强闪烁法和到达角起伏方差法反演大气相干长度两种不同测量方法。在相距893m的水平路径上进行激光大气传输实验,每隔10分钟对数据进行采样,计算出光强闪烁指数和到达角起伏方差。在弱湍流情况下,利用光强闪烁指数和达到角起伏方差反演大气相干长度。实验结果表明两种测量方法存在一定差异,但总体趋势保持一致,但秋季与夏季的趋势不一致,并对两种测量方式产生误差的原因进行了分析。     

考虑内尺度效应时光波闪烁的斜程传输研究

根据修正Rytov方法和随高度变化的ITU-R湍流大气结构常数模型，研究了湍流大气中光波传播的斜程问题，在非零内尺度湍流谱模型下，得到了平面波和球面波入射时从弱起伏湍流区到强起伏湍流区斜程闪烁指数随斜程Rytov方差的变化规律，最后讨论了闪烁指数随天顶角的变化情况。     

大气湍流闪烁方差与接收口径的关系测量实验与分析

本文旨在通过实验分析,测量得出大气湍流闪烁方差与接收口径的关系.通过改变接收孔径的大小,得出不同接收孔径下光强的变化,然后再统计出闪烁指数σ21.对试验测出的闪烁指数进行数据拟合,得出在不同接收孔径下,闪烁指数的变化关系;并分析得出随着口径的增加,大气湍流闪烁引起的抖动方差近似反比平方规律.由于接收口径与抖动方差并非线性关系,需要优化选取接收口径,对试验测出的闪烁指教进行数据拟合.     

激光大气传输相干长度实验研究

通过激光水平大气传输实验,对接收的光强闪烁和光斑尺度特征进行记录。在强湍流条件下,利用光强闪烁计算出大气折射率结构常数Cn2,并以此反演大气相干长度r0,从而计算出光斑尺度;通过与实际测量得到的等效光斑尺度进行对比分析发现：二者存在一定偏差,在rn小于O．055m的条件下相差大约200μm2,但是其量级和时间变化趋势上基本一致,分析了误差产生的原因。     

大气闪烁对激光信号检测的影响

激光在大气信道中传输时,会受到大气闪烁的影响,从而造成激光检测系统性能不稳定。文中对大气信道中大气闪烁效应对激光信号检测的影响作了初步的分析和计算,并给出了在一定大气湍流条件下激光检测相应的变化。     

湍流大气中的光波闪烁研究

根据湍流大气弱起伏区中的经典Rytov解,利用修正的湍流谱,将光波的强度起伏看成是由小尺度湍流起伏乘以大尺度湍流起伏的调制所决定的,在非零内尺度湍流模型下,得到了平面波和球面波入射时从弱湍流区到强湍流区闪烁指数随Rytov方差的变化规律。最后讨论了零内尺度模型下归一化强度协方差函数随湍流强度的变化情况。     

电子膨胀阀射流噪声数值模拟

应用Realizable k-ε湍流模型和Mixture两相流模型,对电子膨胀阀小开度下的二维流场进行了数值模拟,根据计算结果,使用宽频噪声计算方法得到了膨胀阀内流体噪声分布。对电子膨胀阀的改进模型进行了数值模拟,并对流体的速度场及其噪声辐射结果进行了分析,结果表明,阀口长度加长和阀口改为喇叭口结构可以减小射流噪声。     

电子膨胀阀射流噪声数值模拟

应用Realizable k-ε湍流模型和Mixture两相流模型,对电子膨胀阀小开度下的二维流场进行了数值模拟,根据计算结果,使用宽频噪声计算方法得到了膨胀阀内流体噪声分布。对电子膨胀阀的改进模型进行了数值模拟,并对流体的速度场及其噪声辐射结果进行了分析,结果表明,阀口长度加长和阀口改为喇叭口结构可以减小射流噪声。     

近地空间通信中的大气闪烁影响分析

利用单艇低仰角低空飞行试验测试数据,验证了Van de Kamp大气闪烁衰减估计模型在低仰角传输链路中的可行性和有效性,并基于该模型和低仰角低空测试数据反演得到近地空间数据估计值,对工作频率、轨道高度以及环境湿度等影响大气闪烁的因素进行计算与仿真,为低仰角近地空间远距离通信的链路预算提供了参考依据。     

大气湍流对CO2激光雷达成像的影响

系统分析了大气湍流对激光雷达系统的影响，重点研究了湍流导致的目标表面闪烁，利用扩展Ｈｕｙｇｅｎｓ－Ｆｒｅｓｎｅｌ原理建立了大气传播模型，并利用计算机模拟了湍闪烁 成像失真，并提出了提高成像质量的方法。     

大气湍流下无线光通信信道性能研究

无线光通信中大气湍流导致光信号在传输中产生光强起伏等现象,其影响成为无线光通信普及的一大障碍．基于大气湍流不同光强起伏信道模型,分别建立了弱、中及强湍流信道的中断概率与平均信道容量数学统计模型,研究了大气折射率结构常数和传输距离对湍流信道可靠性的影响．仿真结果表明,归一化闽值信噪比和通信距离的增加导致通信系统性能劣化．平均信道容量随着湍流强度的增大而降低,且随着接收机平均电信噪比增大,弱湍流下的信道容量增长速度明显大于强湍流．     

基于卷积神经网络的多OAM态识别方法

针对不同轨道角动量（OAM）叠加的涡旋光束探测问题,提出了基于机器学习的模式识别技术,为OAM叠加光束的检测提供了一个新思路.基于修正的von Karman功率谱模型,利用功率谱反演法生成随机相位屏,应用多步衍射法数值模拟拉盖尔高斯叠加光束在大气湍流信道的传输.研究了不同波长、传输距离和大气湍流信道条件下训练的卷积神经网络（CNN）分别对各种湍流强度测试集的识别正确率.结果表明：对于较弱的湍流、波长较长的OAM光束和较短的传输距离条件,基于CNN的OAM模式识别正确率较高;对于各种湍流条件的测试数据,使用强湍流训练集训练得到的模型与使用弱湍流训练集训练得到的模型相比识别正确率更高;利用混合训练集进行训练有利于提高识别正确率.这些结果对OAM光束解复用系统的实现具有一定的参考价值.     

山区大气扩散风场及浓度场的数值模拟

本文依据一个同时包括地形,热力以及摩擦等因素在内的,能够较真实地反映复杂地形下,大气运动基本特征的近地层水平流场二维数值模式,将其扩展成三维模式,在此基础上,从平流扩散方程出发,建立了一个与上述流场相应的浓度场予报模式。利用长寿化工厂及附近的地形和污染等有关资料进行了浓度场分布的计算,并与实测资料作了比较得到较好的结果。山区复杂地形条件下,大气污染浓度分布的数值模拟包括两个部份的工作,第一部份是在一定的大尺度大气背景流场下模拟由于地形的热力和动力因素造成的局地流场,以及相应的湍流场,第二部份是在上述流场的基础上模拟污染物的输送规律。显然,第一部份的工作是解决大气污染物浓度分布数值模拟的基础。本文结合长寿化工厂的环境评价工作,对复杂地形下的三维流场的浓度场的数值模拟作了一些研究工作,主要以浓度场的模拟为主。     

用于大气激光通信的数字图像水印研究

通过分析大气衰减和大气湍流,可认为大气信道模型是高斯噪声信道,提出了结合多小波SPIHT和低密度奇偶校验码(LDPC)的数字图像水印算法作为联合信源信道编码用于大气激光通信.该算法利用了多小波SPIHT算法的信源编码高效性、鲁棒性和LDPC码的低误码性能,根据信源编码后数据在重建时的重要程度,进行不同等纠错保护的信道编码.仿真结果表明,在加性高斯白噪声(AWGN)信道中采用PPM调制方式,信噪比为14dB时,经过大气激光信道恢复出的水印归一化相关系数为0.863,纠正突发错误和随机错误的能力均很强,适用于大气激光通信的恶劣环境和保密通信.