大氣湍流對(duì)空間光與光纖耦合效率的影響研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-16 07:24
對(duì)于星地衛(wèi)星通信,傳統(tǒng)的微波通信方式由于容量的限制使其發(fā)展遇到瓶頸,而自由空間光通信(Free Space Optics Communication,FSOC)由于有著高容量、保密性高、可以重復(fù)利用的頻譜資源等優(yōu)點(diǎn)成為星地衛(wèi)星通信的最佳選擇。在FSOC系統(tǒng)中,空間光束一般需要耦合進(jìn)入光纖再使用成熟的光纖通信器件提升系統(tǒng)性能。然而大氣湍流導(dǎo)致的傳輸光束波前相位畸變會(huì)影響自由空間光束與光纖的耦合效率。因此,在大氣湍流存在的情況下,提高自由空間光束與光纖的耦合效率是FSOC系統(tǒng)最重要的問題之一。本文關(guān)于大氣湍流對(duì)空間光與光纖耦合效率的影響開展如下研究。首先,介紹了課題研究的背景、意義、以及技術(shù)研究的現(xiàn)狀,分析采用少模光纖(Few-Mode Fiber,FMF)作為耦合光纖的優(yōu)勢(shì)。其次,介紹了大氣湍流的特性與影響,并在此基礎(chǔ)上建立了基于隨機(jī)相位屏的大氣湍流仿真模型,使用功率譜反演法和次諧波法生成了隨機(jī)相位屏。之后,研究了光束大氣傳輸?shù)姆抡娣椒?建立了基于多層隨機(jī)相位屏模型和角譜傳輸法的分步傳輸模型。在此模型上結(jié)合菲涅爾縮放法,對(duì)由于大氣湍流造成光束傳輸?shù)幕儸F(xiàn)象,如光束擴(kuò)散、光束漂移和光強(qiáng)閃爍...
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
大氣湍流成因示意圖
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文流的強(qiáng)度弱時(shí),其相對(duì)應(yīng)的相位功率譜密度函數(shù)為:2 2( ) 2 ( )nk k z k 為傳輸距離。故 the modified von Kármán 湍流下的相位功率密度譜函25 230112 260exp( )( ) 0.49( )mvK mkkk rk k 氣湍流對(duì)空間鏈路的影響在大氣中傳輸時(shí)隨著海波高度的變化以及湍流、天氣、障礙物等的干光束產(chǎn)生畸變,如光束漂移,光強(qiáng)閃爍,光束擴(kuò)展等。
時(shí)隨著海波高度的變化以及湍流、天氣、,如光束漂移,光強(qiáng)閃爍,光束擴(kuò)展等。圖 2-2 大氣湍流對(duì)光束的傳輸影響況下,由于大氣大范圍的不均勻性,會(huì)導(dǎo)光束在傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生隨機(jī)偏轉(zhuǎn)。在很短的徑范圍,觀察面上得到成為高度傾斜的高(最大輻照度點(diǎn))被隨機(jī)移位,這種情況)為最大輻照度點(diǎn)在光束中移動(dòng)的軌跡。圖造成,陰影的圓描述小尺寸光束在接收平
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大氣湍流像差對(duì)單模光纖耦合效率的影響分析及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 羅文,耿超,李新陽(yáng). 光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[2]大氣湍流對(duì)空間光耦合至單模光纖的影響[J]. 向勁松,陳彥,胡渝. 強(qiáng)激光與粒子束. 2006(03)
博士論文
[1]星地下行相干激光通信系統(tǒng)接收性能研究[D]. 楊清波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]星地激光通信中光束傳輸仿真和鏈路特性關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李永亮.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]大氣湍流影響星地激光通信誤碼率建模與仿真分析[D]. 周玉松.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]自由空間光通信中的大氣湍流模擬研究[D]. 朱玲.北京郵電大學(xué) 2016
[3]大氣湍流對(duì)空間光至單模光纖耦合效率概率分布影響研究[D]. 馬烈.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]大氣湍流對(duì)空間光—單模光纖耦合效率影響研究[D]. 覃智祥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]擴(kuò)展目標(biāo)幸運(yùn)成像技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊忠良.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[6]對(duì)流層大氣湍流中激光波束擴(kuò)展和漂移特性研究[D]. 楊光強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3036413
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
大氣湍流成因示意圖
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文流的強(qiáng)度弱時(shí),其相對(duì)應(yīng)的相位功率譜密度函數(shù)為:2 2( ) 2 ( )nk k z k 為傳輸距離。故 the modified von Kármán 湍流下的相位功率密度譜函25 230112 260exp( )( ) 0.49( )mvK mkkk rk k 氣湍流對(duì)空間鏈路的影響在大氣中傳輸時(shí)隨著海波高度的變化以及湍流、天氣、障礙物等的干光束產(chǎn)生畸變,如光束漂移,光強(qiáng)閃爍,光束擴(kuò)展等。
時(shí)隨著海波高度的變化以及湍流、天氣、,如光束漂移,光強(qiáng)閃爍,光束擴(kuò)展等。圖 2-2 大氣湍流對(duì)光束的傳輸影響況下,由于大氣大范圍的不均勻性,會(huì)導(dǎo)光束在傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生隨機(jī)偏轉(zhuǎn)。在很短的徑范圍,觀察面上得到成為高度傾斜的高(最大輻照度點(diǎn))被隨機(jī)移位,這種情況)為最大輻照度點(diǎn)在光束中移動(dòng)的軌跡。圖造成,陰影的圓描述小尺寸光束在接收平
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大氣湍流像差對(duì)單模光纖耦合效率的影響分析及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 羅文,耿超,李新陽(yáng). 光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[2]大氣湍流對(duì)空間光耦合至單模光纖的影響[J]. 向勁松,陳彥,胡渝. 強(qiáng)激光與粒子束. 2006(03)
博士論文
[1]星地下行相干激光通信系統(tǒng)接收性能研究[D]. 楊清波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]星地激光通信中光束傳輸仿真和鏈路特性關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李永亮.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]大氣湍流影響星地激光通信誤碼率建模與仿真分析[D]. 周玉松.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]自由空間光通信中的大氣湍流模擬研究[D]. 朱玲.北京郵電大學(xué) 2016
[3]大氣湍流對(duì)空間光至單模光纖耦合效率概率分布影響研究[D]. 馬烈.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]大氣湍流對(duì)空間光—單模光纖耦合效率影響研究[D]. 覃智祥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]擴(kuò)展目標(biāo)幸運(yùn)成像技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊忠良.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[6]對(duì)流層大氣湍流中激光波束擴(kuò)展和漂移特性研究[D]. 楊光強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3036413
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