斜程大氣湍流對激光信號時域展寬特性影響研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TN929.13學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.391.6密級：公開工學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文士學(xué)位論文斜程大氣湍流對激光信號時域展寬特性影響研究碩士研究生：張智源導(dǎo)師：譚立英教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：物理電子學(xué)所在單位：光電子信息科學(xué)與技術(shù)答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要摘要21世紀(jì)以來，在經(jīng)濟全球化的迫切需求下，整個社會進(jìn)入了信息時代。信息量呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長趨勢，通信技術(shù)向著大數(shù)據(jù)、高

2、速率和多元化快速發(fā)展，其中自由空間光通信技術(shù)被認(rèn)為是有望超越傳統(tǒng)微波通信，突破目前信號傳輸速率瓶頸的有效手段。自20世紀(jì)90年代，自由空間光通信系統(tǒng)的研究工作獲得長足發(fā)展，目前已從實驗研究逐漸向應(yīng)用化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變。在自由空間光通信系統(tǒng)中，以激光作為載體的信號在大氣信道中將受大氣影響產(chǎn)生脈沖展寬效應(yīng)。而激光信號的脈沖展寬效應(yīng)會降低大氣信道的理論容量，導(dǎo)致系統(tǒng)通信速率的提高受到了限制。因此，研究大氣信道關(guān)于激光信號脈沖展寬效應(yīng)對于提升空間光

3、通信系統(tǒng)的性能具有非常重要的意義。本論文就斜程鏈路中激光脈沖展寬效應(yīng)受到大氣湍流的影響情況進(jìn)行了理論分析和MonteCarlo模擬研究，所進(jìn)行的研究工作主要包括：(1)基于典型的大氣湍流物理模型，利用修正的vonkarman湍流譜簡化理論模型分析了白天和夜間兩種情況下初始脈沖半寬、傳輸距離和天頂角等因素對于大氣湍流引起的脈沖展寬的影響，給出了改善斜程鏈路下大氣湍流引起的激光脈沖展寬影響的合理性建議。(2)基于大氣湍流球泡物理模型，建立了

4、水平鏈路下模擬大氣湍流的MonteCarlo仿真模型?；谠撃Ｐ?，分析了湍流傳輸自由程，大氣湍流外尺度和大氣折射率起伏均方差對于模擬大氣湍流MonteCarlo模型結(jié)果的影響。(3)在水平鏈路下模擬大氣湍流的MonteCarlo仿真模型的基礎(chǔ)上，建立了符合大氣信道參數(shù)的斜程鏈路下大氣湍流的MonteCarlo仿真模型，并針對強度調(diào)制方式下斜程鏈路大氣湍流引起的高斯脈沖時域展寬效應(yīng)進(jìn)行了仿真研究，分析了大氣傳輸距離、初始脈沖半寬、波長、天