沙塵天氣下激光信號的傳輸特性研究.pdf

1、由于激光脈沖信號具有精度高、傳輸速率快、保密性能好等特點，因此被廣泛應用于通信、導航、測量等工程領域中。然而，近年來隨著自然環(huán)境的惡化，我國北方沙塵天氣頻發(fā)，空氣中沙塵粒子的濃度增加，尤其是在我國的西北地區(qū)，沙塵天氣的發(fā)生情況更加嚴重。當激光信號在沙塵天氣中傳輸時，沙塵粒子對激光信號的吸收作用和散射作用會嚴重影響激光信號的傳播特性，從而造成無線光通信系統(tǒng)誤碼率上升，導致通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性降低。因此研究激光信號在沙塵天氣中的傳輸特性

2、具有重要的意義。本文主要的研究工作如下：
　　以米氏散射理論為基礎，計算了單個球形沙塵粒子對激光信號的散射光強分布，分析了沙塵粒子的衰減效率因子、散射效率因子和吸收效率因子隨粒子半徑的變化關系。分別研究了不同波長的激光信號在沙塵天氣中發(fā)生單次散射和多次散射時光強與能見度間的變化關系。推導出了激光信號發(fā)生單次散射時光強與能見度間的解析表達式，同時采用蒙特卡洛方法分析了發(fā)生多次散射時光強與能見度間的關系，并將其結果與激光信號發(fā)生單次散

3、射時的結果進行了對比。為了進一步分析激光信號強度在傳輸過程中所受到的影響，本論文還分別計算了當激光信號波長、沙塵能見度以及光信號傳輸距離不同時，接收端光強的變化情況。
　　激光脈沖在沙塵天氣中傳輸時，會受到沙塵粒子的散射和吸收作用，這不但會導致激光信號能量的衰減，還會使激光脈沖信號的時域和頻域特性發(fā)生較大的變化。這種影響往往會導致光束能量減小，光束的形狀產(chǎn)生畸變，嚴重影響接收系統(tǒng)的性能。沙塵粒子對激光光束的多次散射作用使接收端產(chǎn)生