大气带电粒子对电磁波的散射研究

研究大气中带电粒子对电磁波的散射特性,对利用遥感方法雷达探测云层、雷电预警、分析沙尘对电磁波传播的影响等具有重要意义。从宏观和微观两个方面分析了瑞利散射条件下大气粒子带电对电磁波散射的影响。宏观和微观分别反映了电磁波散射的两种机制,分别对应的是受电场作用后电荷运动形成宏观电流对电磁波的散射,以及单个电荷(电子)受电场作用后在平衡位置附近振动而引起的电磁散射。通过对比中性粒子和所带电荷对电磁波的散射截面量级,分析了大气粒子带电后对电磁波散射的影响。研究表明:宏观上粒子所带电荷对电磁波的散射没有影响,而微观上,在某些频率附近,粒子所带电荷会对电磁波的散射产生较大影响。

雷暴云背景下星地量子通信链路多参数融合寻优策略

为降低雷暴云对星地量子通信链路的影响,提出了一种基于多参数融合的星地量子通信链路切换策略。仿真分析了雷暴云中大气带电粒子浓度和观测高度对量子纠缠度、信道容量以及链路误码率之间的关系。将量子纠缠度、信道容量、链路误码率这三个参数进行加权并利用该加权因子的阈值来寻找当前时刻最优卫星接入星地量子通信链路中。仿真结果表明,使用参数加权融合因子来进行链路切换可以提高切换的成功率,并改善切换过程中掉话率高的问题。因此,采用参数加权融合因子来进行链路切换,对星地量子通信链路的可靠性有明显改善。

雷暴云对星地量子链路性能的影响及参数仿真

为了研究雷暴云对星地量子链路信道的影响,根据雷暴云中大气带电粒子的消光截面与数目浓度分布函数,得到了粒子浓度、电荷密度与链路衰减系数的关系。建立了粒子浓度、电荷密度与信道容量、信道平均保真度、信道生存函数和量子密钥分发系统误码率之间的关系。仿真结果表明,雷暴云对星地量子链路性能有显著的影响。所以,应根据雷暴云的预报情况,自适应调整量子卫星通信系统的各项参数,以提高星地链路的可靠性。