大气对地基激光通信系统的信号衰减分析

激光通信具有频带宽、速度快、稳定可靠、不受外界电磁干扰以及保密性强等优点.地基激光通信系统受大气信道的影响严重,有必要对大气信道的特性进行研究和总结.本文从大气的组成及特性入手,分析了对流层大气对地基无线激光通信系统的衰减特性,定量给出了大气衰减的理论公式,针对理论公式参数不易获得的问题给出了以能见度为参数的大气衰减的...     

基于圆偏振移位键控的大气激光通信性能分析

为了有效抑制大气扰动等因素对空间激光通信性能的影响,介绍一种采用新型调制方式圆偏振移位键控（Circle Polarization Shift Keying,CPolSK）的大气激光通信系统,并简述其工作原理。给出了CPolSK的系统模型,并对系统中影响通信性能的因素进行了分析。主要考虑了探测器噪声和灵敏度、大气信道衰减和发射功率四项主要参数对通信性能的影响,并采用OptiSystem软件对偏振移位键控系统通信过程进行实验研究,结果表明,相同通信条件下,基于CPolSK的大气激光通信系统的综合性能明显优于OOK系统。     

基于非视线红外激光大气散射通信技术研究

为了实现非视线激光大气散射通信,根据米氏散射理论,建立了非视线通信链路模型,研究了1.06m激光的大气散射通信技术,分析了激光接收功率、激光发射功率、激光发散角、接收视场、探测器灵敏度、发射机倾角、接收机倾角、大气衰减和通信距离的关系,并搭建了试验原理系统,进行了1km距离的散射通信试验,获得了激光散射信号。结果表明,在一定的天气条件下,采用波长为1.06m的红外激光进行信号传输,有望实现远距离的大气散射通信。     

大气激光通信中光PPM偏振调制方案及其关键技术

大气中的雨、雪、雾等对大气激光通信的质量和可靠性影响很大.提出了一种光PPM偏振调制方式,采用改变水平和垂直偏振光束的强度,检测接收到的激光的偏振角进行编码.由于水平偏振和垂直偏振光通过的是同一条光路,在求解光偏振角时大气中的衰减可以相互抵消,因此光PPM偏振调制可以减少甚至消除大气信道对大气激光通信的影响.仿真结果表明:这种方法不但可以消除大气信道对激光通信质量的影响,而且可以成倍提高大气激光通信的码速率.     

光无线通信系统中的激光发射技术

分析了大气衰减与光波长的关系，讨论了光无线通信中通信激光的波长、功率选择方案，提出了通信光功率实时调整的思想。     

大气激光通信系统中Turbo码译码性能仿真

由于大气激光通信信道对光信号的衰减极大,实际通信系统的编码应具有极强纠随机差错和纠突发差错的能力.针对大气激光通信信道的特殊性,结合当前优异的编码技术Turbo码对信道进行编码,通过对大气激光通信信道的分析对Turbo码编译码系统进行修正,建立了基于大气激光通信信道的系统模型,仿真分析了Turbo码实现低误码率的大气激光信息传输的可行性,并分析了采用不同算法和不同交织长度对系统性能的影响,为Turbo码在大气激光通信系统中的应用提供了理论基础.     

猫眼逆向调制通信链路信噪比分析

猫眼逆向调制激光通信比其他逆向调制通信方式的通信速率更快,其原因是通信链路逆向调制端的猫眼结构可以实现匹配尺寸更小的调制器。本文在柯林斯衍射积分公式的基础上得到经过大气衰减作用的猫眼激光回波接收功率,并进一步结合光电探测器噪声和大气湍流引起的闪烁效应,仿真分析了通信距离、湍流强度、激光波长、入射角度、猫眼孔径和接收口径对接收端信号信噪比的影响。     

大气激光通信技术及应用

大气激光通信的应用越来越广泛,本文简要介绍了大气激光通信系统的原理、特点及国内外标志事件,分析了技术特点,重点探讨了大气激光通信在军、民领域的应用。     

空间激光通信中的大气闪烁问题研究

介绍了空间激光通信中大气闪烁问题的研究进展;分析了激光大气闪烁效应对空间激光通信的影响.由于大气闪烁的影响,系统衰减裕量的设计需要增加10～20 dB,而且会增加精跟踪的难度;本文还阐述了减弱大气闪烁的方法,通过多发射天线、合适的激光波长、合适的接收天线口径、大于相干长度的发射天线间距和应用自适应光学系统,可以有效地减弱大气闪烁效应.采用单个发射天线单个激光器时,光强起伏很大,曲线更接近于指数衰减分布.随着激光器的数目增加曲线更接近于对数-正态分布.多个发射天线对于大气闪烁效应的减弱是相当明显的.考虑到设备复杂度,发射天线数目选择2～4个比较适宜.应用自适应光学系统减弱大气闪烁效应非常有效,本文简要分析了该方法的原理.接收天线的孔径对闪烁有平滑效应,接收孔径的设计应考虑到相干长度的大小.(OG11)     

新一代大气激光通信系统

本文介绍了大气激光通信的基本原理、关键技术和发展现状及应用领域，针对大气中激光通信存在的问题提出了解决方法，并展望了未来大气激光通信的前景。     

雾天环境下激光传输的衰减特性研究

激光在大气中传输时容易受天气的影响,因为雨、雪、雾等恶劣天气对激光有严重的衰减作用,会使通信的稳定性变差.因此分析激光在不同天气条件下的传输效应和衰减特性非常有必要.本文根据辐射雾和平流雾中含水量和能见度的经验关系,分析了雾天气对激光大气传输衰减的计算公式,并对三种常用的雾衰减经验模型进行了Matlab数值仿真,得出了激光衰减系数和雾天气能见度的关系.     

随机大气信道对激光信号传输影响的分析

首先介绍了激光信号通过随机大气信道时,大气中的气体分子和大气气溶胶离子、尘埃、雾、雨、霾等对激光信号的吸收和散射效应,造成了对激光信号的能量衰减,接着分析了大气湍流效应对光信号传输的影响,即光束的闪烁、弯曲、分裂.最后,对于不同大气条件下激光信号的传输进行了实验研究,给出了在同一时刻的不同天气条件、在同一天的不同时刻及不同能见度条件下的测试结果,并就实验现象进行了分析.所得到的结果很好地反映了理论分析,为大气通信提供了一定的指导.     

1.06μm激光大气衰减系数理论计算模型研究

气溶胶的复杂性及难以现场测量性造成了1.06 μm激光传输特性与气候、地域密切相关且难以计算.在经典大气传输理论模型的基础上,提出了1.06 μm激光大气衰减系数理论计算模型的构建方法,将理论计算与实际天气情况相结合,实现了1.06 μm激光衰减特性的实时计算,简化了激光大气衰减特性的工程计算.通过绥中地区不同能见度下激光衰减系数的实测实验,得到了2.5 km、3 km、5 km、10km、12 km、14 km、20 km七种能见度下的1.06 μm激光大气传输衰减系数,构建了绥中地区激光大气衰减系数理论计算模型,验证了该方法的可行性.     

光无线通信系统中的激光发射技术

分析了大气衰减与光波长的关系,讨论了光无线通信中通信激光的波长、功率选择方案,提出了通信 光功率实时调整的思想。     

大气散射对合成孔径激光雷达回波信噪比的影响

回波信号功率是影响雷达探测分辨率的重要因素.结合大气散射对激光传输的影响,建立了波长为200～1200 nm的激光传输中大气散射衰减的数学模型,并埘该模型进行了仿真分析,得出激光大气传输过程中大气散射作用对激光衰减及其回波信噪比影响的规律.     

海面水雾对激光传输的影响分析

为了研究水雾对激光传输的影响,采用理论分析与设备实测相比对的方法,对水雾的近红外消光特性进行了理论分析和实验验证,取得了海洋环境雾天不同能见度条件下的激光大气传输衰减特性测量数据及同等试验条件下的模拟计算对比数据。结果表明,海洋环境下,水雾是影响激光大气传输的主要因素,其消光系数量级在10-1km-1或100km-1,水雾对激光传输的衰减是大气分子散射和吸收所引起衰减的十几倍甚至几十倍;结合实测数据对经验常数C进行了修正,得到基于能见度的1.06m激光在海雾中衰减的经验公式。所得结果对科学评价激光对抗装备远场效能具有参考意义。     

1.064 μm脉冲激光在雾中传输的蒙特卡洛模拟

在大气无线光通信中,大气中的雾滴会导致激光信号严重衰减,从而使得脉冲信号的时间展宽和能量衰减。应用蒙特卡洛多次散射模型对1.064μm激光脉冲在雾中的传输特性进行了数值模拟。在模拟中,基于米氏散射理论,计算出了光在不同雾能见度下的散射相函数值,并通过随机抽样方法得到了随机数与散射角的对应关系。与采用H-G相函数近似表示粒子对光的米氏散射特性的方法相比,这种方法更精确。在此基础上,模拟了不同雾环境和接收视场角下激光信号的脉冲响应特性。