基于激光雷达观测数据的无线光通信系统性能研究

在分析大气衰减效应对无线光(FSO)通信性能影响时,获取及时准确的能见度数据是关键。首先,分析了目前获取能见度方法的不足之处,提出由激光雷达(LADAR)反演得到的数据可以更好地满足FSO通信性能分析的需求;其次,在介绍了利用LADAR观测数据反演水平能见度方法的基础上,以烟台1月18日典型天气为例,获取了全天的能见度数据,并结合80%的相对湿度阈值对雾霾的转化过程进行分析;最后,结合实测数据,通过设置适当的通信系统参数,对该日天气条件下的误码率(BER)进行了实时分析,并得出雾比霾更容易引起通信系统性能的降低。本文所得结论,将为建立实际的FSO通信链路提供指导。

近海面准直高斯光束光斑扩展模型的实验研究

利用大气光束动态测试仪对近海面的光斑扩展进行实验测量，将海洋环境大气折射率起伏功率谱与传统Kolmogorov大气折射率起伏功率谱下的光斑扩展模型进行对比分析。结果表明，实测光斑扩展起伏幅度比海洋谱和Kolmogorov谱的光斑扩展起伏幅度大，而海洋谱下的光斑扩展理论计算值在使用了实测的内尺度数据后起伏幅度很小；随着大气折射率结构常数的增加，大气海洋谱光斑扩展模型较Kolmogorov谱光斑扩展模型更接近实测值；当链路距离为1km时，海洋谱光斑扩展的理论计算值与实测值的差值为0．1～1．5cm，当链路距离为2km时，差值为0．1～1．8km，相对误差均在0．1％～11．4％之间。

不同环境下光强起伏测量与传输特性研究

利用大孔径闪烁仪对公路环境和近海面环境进行了4次链路长分别为1.4km和0.9km的激光传输特性测试,研究激光在两种环境下的传输特性以及它们之间存在的差异。在实测数据基础上,分析了大气折射率结构常数和Rytov方差的变化规律,得出公路环境与近海面环境下湍流强弱程度和光强起伏程度的差异;通过对孔径平均效应影响下的光强信号分析,研究了不同传输环境下激光的传输特性。本文所得到的结论将有助于大气光学研究以及无线光通信系统设计。