大氣激光通信系統(tǒng)中光束傳輸特性的測(cè)量研究.pdf

1、無(wú)線激光通信由于具有成本低、組網(wǎng)靈活、安裝方便、無(wú)需頻率許可等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今信息技術(shù)的一大研究熱點(diǎn)。但由于大氣湍流的影響，激光傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生光斑漂移、光束擴(kuò)展、光強(qiáng)閃爍和光斑抖動(dòng)等一系列的湍流效應(yīng)，降低了無(wú)線激光通信系統(tǒng)的性能，使得系統(tǒng)的誤碼率增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起激光傳輸鏈路的中斷。本文針對(duì)大氣湍流對(duì)無(wú)線激光通信系統(tǒng)中光束傳播的影響展開(kāi)研究。
　　1.研究了大氣湍流對(duì)激光束傳播的漂移、擴(kuò)展與光強(qiáng)閃爍的影響。建立了大氣湍流條件下激光光

2、束傳輸時(shí)光斑漂移、光束擴(kuò)展和光強(qiáng)閃爍的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其進(jìn)行了仿真；分析了大氣湍流對(duì)無(wú)線激光通信系統(tǒng)信噪比和誤碼率的影響機(jī)制，從大氣湍流引起的光強(qiáng)振幅起伏和相位起伏兩個(gè)方面入手，仿真分析了二者對(duì)無(wú)線激光通信系統(tǒng)信噪比和誤碼率的影響。
　　2.設(shè)計(jì)了大氣湍流環(huán)境下的無(wú)線激光傳輸特性測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用雙波長(zhǎng)同光路的兩束激光同時(shí)測(cè)量，避免了建立基準(zhǔn)光軸對(duì)測(cè)量帶來(lái)的誤差影響，可以提高自由空間光通信的瞄準(zhǔn)精度，降低系統(tǒng)誤差，為大氣湍流條件下

3、激光光斑的測(cè)量提供了實(shí)驗(yàn)條件。
　　3.在典型氣象條件(不同湍流條件)下，對(duì)激光光斑進(jìn)行了連續(xù)測(cè)量。在1200m傳輸距離下，分別對(duì)晴天、多云、陰天和雨天天氣條件下的兩種波長(zhǎng)激光的光斑漂移、光束擴(kuò)展和光強(qiáng)閃爍進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，并在7100m傳輸距離下，對(duì)單一波長(zhǎng)的激光傳輸特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
　　4.利用實(shí)驗(yàn)所測(cè)的各種不同條件下的光斑數(shù)據(jù)，借助圖像處理的方法，尋找接收端激光光斑的質(zhì)心位置。以質(zhì)心為光斑中心，對(duì)光斑在不同湍流條件下