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《地星上行激光在大氣湍流中的傳輸特性及其數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、分類號TN929．1密級重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目地星上行激光在大氣湍流中的傳輸英文題目NumericalSimulationofAtmosphericTurbulentPropagationEffectsofLaserBeaminGround··to--SatelliteOpticalLink碩士研究生張孝雷指導(dǎo)教師向勁松副教授學(xué)科專業(yè)信號與信息處理論文提交日期2012年4月論文答辯日期2012年5月論文評閱人答辯委員會主席．隨：魚叢2012年籮月吖日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和
2、致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得重鏖魚E血太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：_億戈勾簽字日期：如f一年r月杉日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解．重麼整電太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)一重龐自E電太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后
3、適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名：名億夕匈導(dǎo)師簽名：翎砷枷簽字日期：訪l、年歹月厶iII簽字日期：矽ft年5月碣B重慶郵電大學(xué)碩士論文摘要隨著激光技術(shù)的日趨發(fā)展，世界各國越來越重視空間激光通信的研究，而大氣湍流的存在嚴(yán)重限制了空間激光通信系統(tǒng)的性能。大氣湍流會導(dǎo)致光束在傳播過程中出現(xiàn)振幅和相位的隨機(jī)波動，進(jìn)而引起一系列大氣湍流效應(yīng)，包括強(qiáng)度的隨機(jī)起伏，光束的展寬以及光束的漂移等等。目前多采用相位屏的數(shù)值模擬方法對大氣湍流進(jìn)行模擬，因而采用合適的相位屏模擬方法對激光在大氣湍流中的傳輸特性進(jìn)行研究具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。由于現(xiàn)階段大氣湍流相位屏模擬的不足，為了產(chǎn)生大且足夠長
4、的相位屏對考慮時域特性的大氣湍流進(jìn)行研究，本文提出一種基于多點(diǎn)預(yù)測的相位協(xié)方差插值，方法產(chǎn)生湍流相位屏，由多個已知點(diǎn)的相位值對新插值點(diǎn)的相位值進(jìn)行預(yù)測，推導(dǎo)出了插值點(diǎn)的預(yù)測矩陣及其殘余方差的表達(dá)式，并且利用相位結(jié)構(gòu)函數(shù)對相位屏的空間統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法產(chǎn)生的湍流相位屏與大氣湍流的統(tǒng)計(jì)特性符合得較好，隨著用于預(yù)測的已知點(diǎn)數(shù)的增加，模擬生成的湍流相位屏的精度增高，并可以進(jìn)行連續(xù)插值生成無限長的湍流相位屏。接著，對一個波前傾斜校正的上行高斯光束，本文利用數(shù)值模擬方法對由湍流引起的閃爍指數(shù)以及輻照波動的概率密度分布進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在發(fā)射光束直徑較小時，模擬得到的
5、軸上光強(qiáng)的概率密度分布和對數(shù)正態(tài)分布的概率密度分布曲線符合較好；而在發(fā)射光束直徑較大時，軸上光強(qiáng)的概率密度分布不是一般所認(rèn)可的對數(shù)正態(tài)分布，而更接近于正態(tài)分布。最后本文研究了地星上行高斯光束在大氣湍流中傳輸?shù)臅r域特性。主要考慮由風(fēng)速引起的大氣湍流隨時間的變化特性對激光束的影響，首先根據(jù)FFT譜反演法產(chǎn)生初始相位屏，并對其進(jìn)行低頻補(bǔ)償；其次，根據(jù)本文提出的基于多點(diǎn)預(yù)測的相位協(xié)方差法對補(bǔ)償后的初始相位屏進(jìn)行插值擴(kuò)屏，接著再利用多相位屏的方法模擬激光在整個大氣湍流中的傳輸過程。最后根據(jù)模擬結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析了軸上光強(qiáng)隨時間變化的強(qiáng)度起伏特性、衰落特性以及光束質(zhì)心的漂移特性。關(guān)鍵詞：空間
6、激光通信，大氣湍流，湍流相位屏，強(qiáng)度起伏重慶郵電大學(xué)碩士論文AbstractWiththeincreasingdevelopmentoflasertechnology,theworldpaymoreandmoreattentiontothestudyofspacelasercommunications，however,atmosphericturbulenceseverelylimitstheperformanceofspacelasercommunicationssystem．Atmosphericturbulencecouldcauserandomfluctuation
7、sofamplitudeandphaseinthetransmissionprocess，itwillbringaseriesofatmosphericturbulenceeffects，includingintensityfluctuations，beambroadeningandbeamwander．Atthepresentday,it’Scommontousephasescreentosimulateatmosphericturbulence．Thus，it’Sveryimportanttostudythen
