目前主流的通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟,但在一些復(fù)雜的電磁環(huán)境下和部分緊急的通信場合,由于其自身的缺陷,主流通信技術(shù)的應(yīng)用受到不同的限制,在這種情況下,非視線激光通信可以作為其有用的補(bǔ)充。非視線激光通信是利用激光信號與大氣信道中的氣溶膠粒子和大氣分子發(fā)生米氏散射或者瑞利散射來實(shí)現(xiàn)通信的一種方式,由于該方式具有非視線通信的特點(diǎn),可以為復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)急通信和救援通信增加一種可能的通信手段,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文研究的目的是對非視線激光通信接收系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)通信功能,具體工作內(nèi)容如下:首先,介紹了大氣的組成和激光在大氣信道傳輸中發(fā)生的吸收和散射情況,重點(diǎn)對米氏散射和瑞利散射這兩種散射原理進(jìn)行描述和分析。以米氏散射作為非視線激光通信的理論基礎(chǔ),利用單次散射理論建立非視線激光通信傳輸鏈路模型,對散射相函數(shù)、非對稱因子、散射有效體積和能見度等影響散射情況的因素進(jìn)行介紹和分析。引入橢球坐標(biāo)系,對非視線激光通信系統(tǒng)的接收功率進(jìn)行公式推導(dǎo)和簡化。其次,根據(jù)鏈路模型的推導(dǎo)公式對影響接收功率的發(fā)射束散角、接收視場角、發(fā)射/接收俯仰角等因素進(jìn)行理論計(jì)算,確定非視線激光通信系統(tǒng)的可行性方案和系統(tǒng)的性能參數(shù)...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1大氣的分層結(jié)構(gòu)

圖2-1大氣的分層結(jié)構(gòu)[32]層的頂部到55km左右的高度稱為平流層。平流層空氣垂流運(yùn)動，氣流比較穩(wěn)定，溫度隨著高度增加保持不變以后，溫度隨高度增加很快，在平流層頂部可達(dá)-3℃很少，大氣能見度很高，沒有云、雨等天氣現(xiàn)象。層的頂部到85km左右高度稱為中間層。該層最大....

圖2-2大氣吸收光譜

第二章光在大氣中的傳輸特性由表2-1可以看出，在紅外光譜區(qū)、可見光區(qū)和紫外光區(qū)，H2O分子、O3子和O2分子是大氣的主要吸收氣體。紫外光波段波長小于0.3μm波長的紫外光大氣中的臭氧和氧強(qiáng)烈吸收，紅外光波段大于15μm的紅外光基本被大氣中的二化碳和水汽全部吸收。....

圖2-3不同粒子散射強(qiáng)度示意圖

(c)圖2-3不同粒子散射強(qiáng)度示意圖瑞利散射和米氏散射的實(shí)質(zhì)，都是在入射電磁波作用的激發(fā)下，氣溶膠粒子和大氣分子產(chǎn)生電偶極子或多極子振蕩，并以粒子為中心，入射能量以一定規(guī)律向四周重新分布，并輻射出與入射波頻率相同的散射波。2.4.1瑞利散射瑞利散射規(guī)律是由英國物理學(xué)家瑞利勛....

圖2-5瑞利散射的相函數(shù)和散射強(qiáng)度分布

(b)圖2-5瑞利散射的相函數(shù)和散射強(qiáng)度分布米氏散射球大氣中氣體成分所占比例最大，除此之外就是氣溶膠粒子，它是境中的各種液體微粒、固體微粒以及混合態(tài)的微粒的統(tǒng)稱。這些包混合態(tài)粒的氣溶膠粒子的直徑尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣中的氣體分子，接紅外整個(gè)光譜區(qū)間的光波波長，根據(jù)表2-2尺度....

本文編號：3933492