高斯束状波斜程传输的大气湍流效应

利用Ｍｅｌｌｉｎ变换技术，给出了弱起伏范围内Ｇａｕｓｓ准直光束的对数振幅起伏方差、波束扩展半径和漂移角方差的表达式，利用昆明实测的近地层大气湍流强度的高度分布，计算了多种靶标高度斜程传输情况下波束的对数振幅起伏方差、扩展半径和漂移角．

基于反演法的激光大气湍流传输效应分析方法

激光大气湍流传输效应是限制激光武器作战效能的重要因素之一,但目前可靠的激光大气湍流传输效应分析手段较少。为此,针对激光大气湍流传输效应分析的需求,提出了基于相位屏的高斯激光大气湍流传输效应分析方法。首先,利用功率谱反演法来模拟大气湍流相位屏,将大气湍流等价为多个相位屏的叠加;然后,根据高斯光束通过湍流后形成的光斑图像,分析光束展宽与光束倾斜效应;最后,与激光仿真软件EasyLaser获得的理论值进行了对比。研究结果表明:在作战距离1~10 km下,光束倾斜角的拟合均方差小于3μrad,光束扩展角拟合均方差小于4.5μrad,证明了该方法的可靠性。

大气湍流模型与大气信道模型的研究与展望

为了克服大气湍流效应对无线光通信系统性能的影响,必须建立能准确描述大气折射率起伏的湍流模型。总结了国内外学者在大气湍流模型方面的研究进展,对不同大气湍流模型的理论建立进行深入分析并对比了其适用范围,同时介绍了在实际大气湍流中实验测量所建立的大气信道模型,最后对大气湍流模型的发展趋势进行了展望。

星地激光通信中克服大气湍流效应研究进展

星地激光通信的关键问题是克服大气湍流效应对激光载波信号传输的影响。信号光束经过长距离大气信道传输后,相位不完整,波面受到畸变,导致接收端系统在解调信号过程中,通信误码率降低。根据国内外星地激光通信的研究进展和实验情况,介绍了几种克服大气湍流效应对高速率星地相干通信影响的方法及其原理。重点分析基于差分相移键控(DPSK)调制和干涉原理的相干探测技术在解调相位信息时克服大气湍流效应方面的优势,并对其进行了总结和展望。

地面对卫星瞄准精度受大气湍流的影响分析

分析了地面对卫星激光瞄准精度受大气湍流效应的影响。首先,提出了大气湍流作用下地面对卫星激光瞄准精度的概念。其次,采用多层相位屏的数值方法求解激光大气传输满足的抛物型方程,仿真研究了不同发射参数下地面对卫星的激光瞄准精度,结果表明:地面对卫星的激光瞄准精度与激光束的发射口径成正比,发射口径越大,瞄准精度越高;而与激光束的发散角成反比,光束发散角越大,瞄准精度越低。最后,比较研究了不同瞄准精度下到达卫星入瞳处的功率以及功率密度。研究成果可为开展地面对抗卫星的试验提供理论依据和数据参考。

基于多尺度生成对抗网络的大气湍流图像复原

大气湍流会导致图像发生畸变和模糊,为对单幅大气湍流退化图像进行复原,提出一种基于多尺度生成对抗网络(GAN)的图像复原方法。采用GAN框架,在生成器网络中添加多尺度注意力特征提取单元与多层次特征动态融合单元,从而提升模型的感受野范围。在此基础上,引入特征融合机制以实现湍流退化图像复原。实验结果表明,相比标准GAN、SIU-Net模型,多尺度GAN能显著提高图像的视觉质量,有效降低图像的模糊和几何畸变程度。

湍流大气折返路径成像光斑与光强起伏实验研究

利用红光激光器、3M微晶棱镜阵列反光膜和长焦高速CCD相机构建的折返路径激光成像探测系统,进行了湍流大气中1km传输路径上的激光光斑回波成像探测实验,同时使用激光闪烁仪实时监测湍流强度变化.首先对获得的激光回波光斑图像的强度分布进行了直观分析,比较了在不同湍流强度下折返路径激光光斑形态的差异,接着统计计算了不同湍流强度下,光斑光强概率密度分布与光斑图像位置和区域面积大小的关系.结果表明:折返路径下的激光传输光强起伏概率密度函数在光斑上的各处基本都符合对数正态分布,但在质心附近的区域符合程度更高,且符合程度与接收面积大小呈负相关。同时湍流强度对回波光斑平面上不同位置之间、不同接收区域大小之间符合正态分布程度的差异有一定影响。

激光通信中大气闪烁引起探测噪声的计算机模拟

大气湍流效应是光通信系统中不可忽视的一个重要问题,主要表现为大气闪烁、光束抖动、光束漂移等,这些现象都给探测系统带来附加噪声,使系统的接收灵敏度下降。本文主要讨论激光大气传输中强度闪烁效应(大气闪烁效应)的理论基础,以及强度闪烁的计算机模拟。

激光通信大气闪烁引起的噪声仿真

激光束通过有湍流的大气传输时,其强度、相位和方向都会受到扰动而出现相应的随机变化。对于强度直检(ID/DD)系统主要干扰是强度的干扰,本文分析激光通信中大气闪烁引起的探测噪声的概率分布,并对其进行仿真。

大气激光通信ATP系统设计及精跟踪子系统仿真

分析了影响大气激光通信ATP系统的环境因素,总结出ATP系统应该采用自适应光学系统和四象限体制来设计,并重点分析了精跟踪系统及给出MATLAB仿真.提出一套详细的设计方案,同时对于应用中的实际问题,提出相应的解决措施.

2013大气光学及自适应光学技术发展研讨会征稿启事

目前，使用光电传感器对地球表面及大气层进行主动和被动遥感、自由空间激光通信、对地面和空间目标物体进行高分辨率成像等技术的发展及其在军事和民用领域的应用引起人们越来越大的兴趣。各种光学传感系统的光谱区域覆盖紫外到远红外，工作场景一般涉及长距离大气路径和各种背景辐射，因此，混浊大气介质的吸收、散射效应和大气湍流效应不同程度地限制了光学仪器的性能和测量技术的发展。自适应光学通过对动态波前误差的实时探测一控制一破正，使光学系统能够自动克服外界扰动，保持系统良好性能。因此，自适应光学技术正成为日益重要的解决大气影响的途径。

自基准斑纹全息术图像重构技术的性能分析

自基准斑纹全息术图像重构技术的性能分析邓罗根鲍重光（北京理工大学应用物理系１０００８１）曹根瑞（北京理工大学光电工程系１０００８１）由湍流运动引起的大气折射率小尺度结构的随机涨落使工作在可见光波段的大型地基望远镜出现了严重的随机象差。这些象差限制了大...

均匀各向同性大气湍流对声爆传播特性的影响

基于离散Fourier模态有限和生成的随机大气湍流场,采用修正波形参数方法,开展了均匀各向同性大气湍流对典型超声速客机声爆传播特性的影响分析。计算采用的超声速客机模型为自行生成的简化超声速公务机模型。首先,应用航空工业空气动力研究院自主研制的CFD软件ARI_Overset在三维空间求解Navier-Stokes方程,得到作为声爆远场传播初始值的近场空间压力分布;其次,基于Von Karman能量谱,采用离散Fourier模态有限和形式生成随机均匀各向同性大气湍流场;最后,采用修正波形参数方法模拟了声爆信号在随机速度湍流场中的传播过程。数值结果表明:各向同性大气湍流对于地面声爆特征有重要影响。与无湍流状态相比,均匀各向同性大气湍流使得地面声爆特征增强的概率约为55%,使得地面声爆特征减弱的概率约为45%,故总体而言大气湍流效应更倾向于增强地面声爆特征;均匀各向同性大气湍流对于声爆传播路径影响相对较小,但是这一变化仍会导致地面信号接收点的不确定性。

直流提取技术对OOK调制的自由空间光通信系统的性能改进

自由空间光通信技术因优点显著目前已经获得了极大的发展,其具有免频谱许可证、安全传输、大容量和低部署成本的特点。然而,光信号在经历大气信道的传输过程中会受到大气湍流效应的影响而发生衰减和波动,这种现象称为闪烁效应,会大大降低系统的传输性能。研究了提取信号中直流分量作为连续波参考光的技术,并将其应用到自由空间光通信系统中。得出了在信道为对数正态分布模型下的误码率模拟结果,并详细分析了通过提取直流信号作为参考波后的性能改进。

光通信 激光通信

TN929．1 2005021451 影响空地激光通信链路通信时段选择方案的背景光及大 气湍流效应因素=Background light and atmospheric tur- bulence affecting the choice of space-to-ground laser com- munications links and communication time period program [刊,中]／李晓峰(电子科技大学物理电子学院．四川,成都 (610054)),胡渝//激光杂志．-2004,25(4)．-61-63 对空地激光通信链路通信时段选择与背景光、大气湍 流效应的关系进行了理论分析、仿真及实验研究。

基于多帧湍流退化图像的近视解卷积复原

根据贝叶斯和Parseval定理,引入了频域内多帧湍流退化图像的近视解卷积复原算法。以大气湍流长曝光光学传递函数作为估计的光学传递函数。根据频域代价函数的特点,提出分步牛顿法求解代价函数。本算法能够处理未匹配的多帧图像,并能获得理想的复原图像。计算机仿真多帧湍流退化图像的复原结果表明:即使多帧图像未匹配,在不同湍流强度和不同噪声情况下算法仍能复原出好的图像效果。

高能激光大气传输光束扩展的定标规律研究

为快速预测和评估高能激光大气传输时湍流和热晕对光束扩展的影响,开展了激光大气传输光束扩展的定标规律研究。通过计算模拟光束扩展随大气特征参量和激光参数的变化规律,建立了含湍流和热晕综合效应的激光大气传输光束扩展的定标关系。由此定标关系可知,当激光的初始光束质量较差时,由衍射和湍流引起的光束扩展随发射系统口径与大气相干长度之比的增大而更快地增强。随着发射系统菲涅耳数的增大,光束扩展受热晕的影响也随之增强。所建立的定标关系适用于不同强度的湍流和热晕效应情况下对不同功率的激光光束扩展规律的快速预测和评估,可为激光系统的设计及优化提供参考。

大气信道对激光传输的影响

大气衰减效应与大气湍流效应在无线光通信中在大气中进行,无线光通信会受到大气衰减与大气湍流效应的因素影响[1],无线激光通信的传输距离受大气衰减效应的影响,无线光通信的传输质量受大气湍流效应的影响。

平流层多波长自由空间光通信系统

以近地面大气作为传输介质的大气激光通信(FSO)受地面情况和复杂的气象条件影响很大,传输的信号质量会受到很大干扰。本文介绍以底部平流层大气作为远距离激光通信信道选取平台的使用,以及多路多波长激光传输在此平台下的应用。这种技术可以增大传输距离并降低大气不稳定性对通信链路的影响。本文以模拟试验结果为例分析了系统效果和可行性,试验模拟了大气湍流效应对光路的影响。