淺議大氣湍流對(duì)無(wú)線光通信系統(tǒng)的影響

1、淺議大氣湍流對(duì)無(wú)線光通信系統(tǒng)的影響淺議大氣湍流對(duì)無(wú)線光通信系統(tǒng)的影響摘要：當(dāng)激光波束通過(guò)大氣湍流時(shí)，大氣湍流效應(yīng)造成了光束漂移、強(qiáng)度起伏，光束擴(kuò)展和像點(diǎn)抖動(dòng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致相干性退化削弱激光通信的質(zhì)量，從而破壞了激光的相干性。文章介紹了大氣湍流的形成及基本特性，對(duì)強(qiáng)度起伏、光束漂移及擴(kuò)展與到達(dá)角起伏進(jìn)行了分析，并通過(guò)研究分析穿過(guò)大氣湍流后激光波束的變化特征，將會(huì)對(duì)無(wú)線光通信的發(fā)展具有十分重要的實(shí)際意義。關(guān)鍵詞:大氣湍流光束漂移光束擴(kuò)展強(qiáng)度起

2、伏到達(dá)角起伏自激光問(wèn)世以來(lái)，具有保密性好，抗干擾能力強(qiáng)，信息容量大，傳輸率高，系統(tǒng)尺寸小，重量輕，建造和維護(hù)經(jīng)費(fèi)低，無(wú)需頻率許可證等優(yōu)點(diǎn)。在通信、雷達(dá)、測(cè)距、遙感和檢測(cè)等方面的大量應(yīng)用有力地促進(jìn)了無(wú)線光通信等方面的研究。同時(shí)，激光特有的高強(qiáng)度、高單色性、高相干性和高方向性諸多特性，使它成為空間通信最理想的載體，因?yàn)樗鲆娓?、速度更快、抗干擾性更強(qiáng)和保密性更好，同時(shí)容量更大、波束更窄。然而，在許多使用激光工作的系統(tǒng)，其性能會(huì)受到大氣的影

3、響，激光的傳輸介質(zhì)包含了長(zhǎng)距離的大氣，如自由空間光通信、激光雷達(dá)、激光測(cè)距等，其中湍流效應(yīng)是對(duì)激光大氣傳輸影響最大的因素之一。由于大氣湍流引入的相位擾動(dòng)，光束會(huì)產(chǎn)生展寬和漂移，光場(chǎng)的時(shí)－空相干性受到干擾甚至破壞；由于大氣湍流的存在，當(dāng)激光穿過(guò)其中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，光場(chǎng)強(qiáng)度分布也會(huì)發(fā)到3個(gè)數(shù)量級(jí)，從而使通過(guò)隨機(jī)大氣傳輸?shù)募す夤鈴?qiáng)降低。傳輸光束的漂移和擴(kuò)展現(xiàn)象體現(xiàn)了對(duì)傳輸光束成像的所形成接收光斑的空間位置的時(shí)間變化情況。它比較全面的反映了

4、湍流對(duì)光傳輸?shù)挠绊懗潭取?.2強(qiáng)度起伏和大氣閃爍激光通信在湍流大氣中傳輸時(shí)由于折射率的起伏使其散射強(qiáng)度會(huì)發(fā)生起伏，即出現(xiàn)所謂的閃爍現(xiàn)象。大氣閃爍效應(yīng)實(shí)際上就是通常情況下，當(dāng)光束直徑比湍流尺度大很多時(shí)，光束截面內(nèi)包含多個(gè)湍流旋渦，每個(gè)旋渦各自對(duì)照射其上的那部分光束獨(dú)立散射和衍射，使光束的強(qiáng)度和相位在空間和時(shí)間上出現(xiàn)隨機(jī)分布，相干性退化，光束面積擴(kuò)大，引起接收端的光強(qiáng)起伏和衰減。大氣湍流使信號(hào)變得不易把握，對(duì)光通信系統(tǒng)的穩(wěn)定通信造成很高誤碼