大气折射和色散对激光传输的影响

由于大气折射和色散效应，当用可见光或红外线瞄准目标而用另一波长的激光对目标进行探测或打击时，瞄准路径和激光传输路径是不一样的，瞄准点和激光束之间存在误差。本文建立了大气层折射模型，并给出了在不同仰角时，用可见光(0．55μm)和红外线(4μm)进行瞄准、用CO2激光器对10km远的目标进行探测或打击，瞄准点和CO2激光束之间的距离大小。     

舰船激光通信中大气湍流对系统误比特率的影响

为了研究舰船激光通信系统中采用多光束发射与接收技术时,大气湍流对系统误比特率造成的影响,采用了对激光在大气湍流场中的传输方程进行解析求解的方法,忽略系统中其它噪声,仅考虑由大气湍流引起的系统误比特率,得到了在不同发射天线数目和相关系数条件下,传输距离、大气信道间距、对数振幅方差和系统误比特率的关系。结果表明,在弱起伏条件下,随着发射天线数目的增多或相关系数的减小,系统误比特率减少很快;湍流强度增大,系统误比特率增加;传输激光波长增大,系统误比特率降低;当发射天线数目一定时,随着大气信道间距变大,系统误比特率降低。     

异常海洋大气折射环境对红外与微波传输的影响

研究了海上异常折射环境对于雷达微波和远红外波段的影响,利用近海面大气折射环境数值模型以及福建平潭和西沙永兴岛的海洋环境观测数据对两个波段进行了对比,着重分析了雷达出现负折射、蒸发波导、表面波导以及悬空波导时红外波段大气折射环境的差异性。结果表明,红外波段容易受到温度因素的影响,而微波波段受水汽(或湿度)影响的程度更大;当雷达微波出现负折射时,红外波段却出现“波导“特征,但强度和厚度较弱;当微波出现大气波导时,红外波段显示为负折射特征。该项研究可为复杂海洋大气环境下两种探测系统的优化配置以及海洋环境对舰载光电探测系统的影响研究提供科学参考。     

舰船激光通信中大气湍流对系统误比特率的影响

为了研究舰船激光通信系统中采用多光束发射与接收技术时,大气湍流对系统误比特率造成的影响,采用了对激光在大气湍流场中的传输方程进行解析求解的方法,忽略系统中其它噪声,仅考虑由大气湍流引起的系统误比特率,得到了在不同发射天线数目和相关系数条件下,传输距离、大气信道间距、对数振幅方差和系统误比特率的关系.结果表明,在弱起伏条件下,随着发射天线数目的增多或相关系数的减小,系统误比特率减少很快;湍流强度增大,系统误比特率增加;传输激光波长增大,系统误比特率降低;当发射天线数目一定时,随着大气信道间距变大,系统误比特率降低.     

大气对近地面无线激光通信链路的影响

由于无线光通信有通信容量大,保密性好,抗电磁干扰,结构简单等优点,近年来随着适合无线光通信应用的先进通信电子设备等技术的成熟,又掀起了对其研究的热潮,无线光通信被视为下一代光通信的发展方向之一。首先指出了无线光通信的技术优势并回顾了其发展史,阐述了大气对近地面无线激光通信系统链路的影响,重点研究了大气的衰减和大气湍流效应中的光强(大气)闪烁、光束弯曲和漂移及光束展宽,并对大气闪烁进行了仿真。最后对近地面无线光通信进行了展望。     

大气对近地面无线激光通信链路的影响

由于无线光通信有通信容量大,保密性好,抗电磁干扰,结构简单等优点,近年来随着适合无线光通信应用的先进通信电子设备等技术的成熟,又掀起了对其研究的热潮,无线光通信被视为下一代光通信的发展方向之一。首先指出了无线光通信的技术优势并回顾了其发展史,阐述了大气对近地面无线激光通信系统链路的影响,重点研究了大气的衰减和大气湍流效应中的光强(大气) 闪烁、光束弯曲和漂移及光束展宽,并对大气闪烁进行了仿真。最后对近地面无线光通信进行了展望。     

大气激光传输光束偏转研究

大气对战术激光造成的光束偏转将使战术激光脱离目标,通过对光束偏转的理论分析和仿真研究,结果表明折射率结构常数和离地面高度是影响光束偏转的重要因素.对光束偏转提出了简单的预补偿方法,从而可以确保战术激光精确到达靶面.     

大气折射对雷达低仰角跟踪误差的影响分析

该文基于雷达测角原理和确定性电波传播模型,采用等效地球半径法考虑大气折射效应,建立仰角误差预测方法;计算不同大气折射环境下的仰角误差。研究结果证明：大气折射与多路径的综合效应中,折射环境的变化会对仰角误差造成很大影响,表明大气折射是低仰角跟踪时需要考虑的重要因素。     

大气折射对空地卫星光通信链路影响的研究

卫星光通信被认为是解决卫星通信高码率“瓶颈”问题的唯一途径。但是在空地光通信系统中 ,由于大气温度与大气压强的随机变化 ,导致大气折射率不再是常数。当激光在大气中传输时 ,由于折射的影响 ,光束不再沿直线传播 ,而是按折射定律产生折射效应。这就使得光束到达卫星站 (或地球站 )时偏离了原来的位置 ,影响系统的通信性能。同时由于湍流的存在 ,它又会产生一些湍流效应。本文在此基础上给出了大气折射率模型 ,并由大气光路方程得出在空地卫星通信系统中 ,光束在整个大气中的传输特性。它是研究空地卫星光通信中的大气折射的重要课题     

多光束激光大气传输

热晕效应存在时,利用发射多个激光束可以显著地提高光束到达靶面的光强峰值。数值模拟结果显示,比单光束到达靶面的光强提高两倍以上。     

大气折射对光电探测定位的影响

依据大气温度和压强随海拔高度分布的特点,建立了低空大气折射率剖面,计算了在不同仰角时,用电视成像(0.55μm)、激光(1.06μm)和热成像(10.6μm)对低空目标进行斜程探测定位时,距离测量偏差和仰角测量偏差的大小,分析了这些偏差对军事应用的影响。     

大气衰减效应对光通信影响及仿真分析

为了准确把握近地光通信时大气因素的作用机制和影响效果,有效提升通信质量,考虑针对首要影响因子——大气衰减效应进行建模、分析和仿真。首先细化了衰减效应分类,然后结合大气参数和类别特点建立了相关描述模型;在此基础上,利用大气窗口下的光通信常用波段进行了模型仿真和分析。主要结果表明,长波长激光和高海拔通信有利于光通信的进行,而大高差斜距通信模式则需要规避。这些结论的得出为大气光通信信道模型的建立以及光通信的开展提供了参考和依据,具有一定的指导意义。     

激光在大气传输中的损耗和折射

激光束在大气中的损耗和折射是激光大气通信等实验研究的重要课题,以射线理论和数值计算为基础,给出了激光束在大气传输中的损耗和折射的求解方法,得出了相关的数学表达式,同时对不同的方法作了简单的比较。     

大气时变特性对电波折射修正精度影响的实验研究

要提高外弹道测量系统的精度,就必须提高电波折射修正精度,这样常用的球面分层折射修正公式就不能满足要求。因为大气参数是时空四维结构函数,所以新的大气折射修正公式不仅要考虑大气在垂直、水平方向上的变化,而且也需要考虑其随时间变化特性的影响,本文给出了大气时变特性对折射修正精度影响的实验结果。     

激光测距的大气折射订正

为适应航天、航空技术的发展和军用激光对抗的需要,本文对激光测距的大气折射订正进行了理论探讨。并以昆明地区近20年的气象资料为依据,拟合了折射率随高度分布的Γ模式。导出了视仰角θ_0≥10°的距离误差公式和流程图。绘制了高度为10km、15km、20km 和30km 的距离修正量。全年平均模型的折射率与高度之间的关系之相对误差不超过9%,距离修正值之精度可达到分米量级。用该折射率模型可以建立各地区的折射修正软件包。     

对地-空光通信中大气折射影响的研究

在对大气层采用球面分层的基础上,利用折射定律,阐述了球面分层大气折射模型的建立过程,得到了光束折射的光路方程.由此得出光束偏移与卫星高度和地面发射角间的关系,给出了光束偏移随卫星高度变化的计算公式,为地-空光通信链路的修正提供了重要的理论参考.     

GPSI测量大气折射模型

大气折射是GPS测量中主要的误差源之一,它大大限制了GPS定位特别是单点定位精度的提高,这主要是由于我们对大气的瞬间分布特性及其变规律还缺乏准确了解,所以无法找到比较精的大气折射误差模型,本文在比较分析了大气折射模型的基础上,建立更加符合大气层实际的折射模型,给出更精确的大气折射公式,以便提高GPS精密定位的精度,同时也可极大地推动大气学的发展。     

大气折射误差的残差模型

本文从定义出发,推导出目标在球面分层低层大气或电离层内仰角折射误差、距离左和相位应单脉冲雷达与三站雷达的距离变化率折射误差的残差模型。     

大气闪烁对无线激光通信效能的影响

由于大气湍流的存在,使激光信号在大气传输中产生振幅的随机起伏,称为大气闪烁。大气闪烁将引起激光通信误码率的增加。由光强起伏大小的统计规律和通信基本原理推导出了弱湍流条件下由光强闪烁引起的误码率计算公式,分别建立了地面水平链路和地-空斜向链路中的大气闪烁误码率模型,对模型进行了仿真,分析了湍流强弱、信号调制方式、链路距离、激光波长及地面发射仰角对闪烁误码率的影响,得到了闪烁误码率的变化规律。结果表明,通过合理选择信号调制方式、激光波长、站址位置及地面发射仰角等方式能够有效地降低大气闪烁误码率,提高通信可靠性。