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(大气激光传输性能与应用的研究)(最终版) (大气激光传输性能与应用的研究)(最终版)

格式:word 上传:2025-12-16 00:40:44
的敌我识别等的应用。车辆间大气激光移动通信的特点是通信距离相对较短,数据容量小,而对通信的要求是可靠性必须高。因此,在车辆间大气激光通信系统中,选取调制方式的原则是在保证定误码率的前提下,尽可能的降低功率损耗,并能够考虑到激光器发射特性以及在实际系统中实现的可能性。本文在分析当前常用激光通信调制方式的各项性能后,提出种改进的调制方式调制,该方式在继承标准的优良误码特性的同时,在接收端解调时不需要符号同步,从而大大简化了接收机的设计,使系统更容易实现。理论计算和仿真结果表明,调制更适用于车辆间大气激光移动通信。根据移动车辆间大气激光通信的特点及其对调制方式的要求,并以此作为选择调制方式的依据表是车辆间激光大气移动通信与固定点激光大气通信特点的比较性能指标固定点间通信移动车辆间通信误码率低高敌我识别会造成误伤频带宽度宽通信内容为些特殊信息,如敌我识别的口令等,对频带要求较低能量利用率高受车载条件的限制越高越好从表可以看出,车辆间激光大气移动通信对误码率提出较高的要求,且要求能量利用率尽量高,而对频带宽度要求不高。因此,综合上面所有的调制方式,比较符合其要求。首先,的包误码率最低,而且由于它的符号长度是固定的,可以消除误码积累。另外与和相比,的符号具有特定起始序列,因此在接收端不需要符号级同步,降低了系统的复杂度。无人机侦察无人机在战争中的作用令世人瞩目,在和平时期,也是收集情报的重要手段之。探测和跟踪无人机成为项重要的军事课题。由于材料制作等方面的原因,雷达很难探测到无人机。利用无人机在过顶飞越时,激光对它有最大反射截面和激光垂直向上只有极小大气衰减的原理。大气激光传输仪器的使用大气传输激光通信演示仪运用辉光放电气体激光器进行大气传输激光通信,是现代先进的通信手段的大气传输激光通信演示仪。激光通信中把欲传输信息加载于激光辐射过程称激光调制,从已调制激光中还原出所加载信息的过程称激光解调。由于光检测器直接响应光强的变化,激光调制多用强度调制。仪器采用的是以电流调制技术为基础的直接强度调制,调制信号为正弦波,音频视频等基带信号,已调制激光为连续振荡光波,表达式为,式中为光强为激光震荡振幅角频率为比例系数,为调制信号。激光器电流调制内部机理较复杂,通过求解激光器微小交流分量速率方程,得到小正弦信号下放电电流交流分量和个模输出光功率交流分量的关系式。公式表明直接与直流放电电流工作点调制频率有关。与激光器个内部参数有关,这些参数有关。公式计算和测试表明,工作点。确定后,电流调制度较小时,已调制激光波形和放电电流波形有近似线性关系。通过电路将信号强迫调制到激光器放电电流上,即可使输出的调制光强按信号规律变化。激光器输出调制光强与调制电流频率有关,进行宽带信号传输时,需对激光器调制频率特性进行补偿。发射机用激光器,不装光学天线,激光束有发散角,光斑面积随距离增加而扩大,接收机因光检测器受光面积有限接收光强迅速衰减视频信号传输最远距离。发射机输入到幅值不变的正弦信号,用示波器失真度仪观测接收机输出波形,测仪器通信带宽。传送音乐信号,从接收机喇叭或外接嗽叭听音响效果。传送电视图象信号,调节接收机交流增益,从输出端监视器看电视图象,因激光器调制频率特性的影响,图象清晰度有限。激光通信受大气影响,演示时在光路上制造局部烟雾水雾和空气扰动,从监视器图象和喇叭声音变化可察觉到它们的影响。大气激光传输的跟踪系统跟踪系统在军事应用广泛,跟踪系统的跟踪目标要瞄准,瞄准的目的是确保接收端能正常接收山对方站的发射光束所传送的信息激光通信机双端是否相互瞄准,其最终判据是通信机双端的接收天线光轴与对方站发射光束指向之间所存在的偏差量。是否被限制在给定的允许误差范围之内,即满足是给定的允许不确定立体角,且必然小于发光束的空间角,如发射光束的束散角口,瞄准的实质是实现空间两点向量的准共线,所以瞄准过程必然是双端进行的,而且各自均要求有反馈信息当然,自动瞄准系统工作的先决条件必然是双端各自被包含在对方天线可指向的立体兔几之内,即满足自动瞄准的充分条件。光信号经光学系统投射到四象限光电探测器的光敏面上形成个光点。所用的光电探测器为四象限硅光电池探测器,它是在同芯片上做出的四个探测器,中间有十字型沟道隔开,每个探测器是个独立的探测器,个探测器具有相同的性能参数。当光照射到四象限光电探测器上时,经前置放大器放大,单片机通过转换分别得到探测器输出的电压信号,根据各探测器电压信号的大小,确定光点位置,。为了补偿对角方向上两象限探测器的不对称性,设计中采用平衡电阻进行调节,运算电路采用双端输入差动放大器,这时,为了补偿光源的输出功率变化和大气传输引起的衰减,设计中附加了个除法电路,则光点的空间位置,为,甘新基,郭劲,王兵等激光在对流层传输中的衰减预测长春理工大学学报,卷第期长春理工大学学报杨瑞科,马春林,韩香娥等激光在大气中传输衰减特性研究红外与激光工程孙宁,张爽,陈吉大气湍流对激光传输的影响科技创新导报,孙兴超,张正平等大气湍流效应及其解决方法,中国科技信息殷柯欣,姜会林,佟首峰,吴琼湍流边界层对空地光通信系统性能的影响长春理工大学学报自然科学版,李鑫,张兴周,吕科等舰船激光通信中大气湍流对信道的影响应用科技李欢,张洪涛,尹福昌空间激光通信系统中大气湍流的自适应补偿方法长春理工大学学报自然科学版韩成,杨华民,终首峰等大气附面层对空地激光通信链路影响的研究与仿真红外与激光工程孙峰,邓代竹,熊慧等大气激光通信链路的性能仿真光学与光电技术陈纯毅,杨华民,佟首峰等飞机对卫星激光通信上行链路建模与功率分析通信学报强世锦,荣健基于大气激光通信仿真系统的纠错码性能比较光通信研究,李晓峰,胡渝空地激光通信链路总体设计思路及重要概念研究应用光学,涂启新,金泽渊大气传输激光通信演示仪,实验教学与仪器,王海先大气中激光通信技术,红外与激光工程,林志琦,宋国明,刘涛等车辆间大气激光移动通信调制方式研究光子学报,王蔚然,袁宏春大气激光通信的跟瞄系统,电子科技大学学报,李炳荣,江鸿,王红星军用无人机的现状和发展探析情报交流,詹恩奇,王宏远星载激光对潜通信的多径效应研究华中科技大学学报自然科学版,,由于舰船之间的距离较远,入射光可以看作是平行光。为了测量斜入射时的光点位置,在垂直于光束方向探测器的前方放置个聚焦透镜,探测器放在透镜的焦面上,如图所示。光束相对于探测器的角偏移将引起光点在光电探测器上移动。以四象限探测器的中心为原点,当时,光点在左侧,当时,光点在上侧,当时,光点在下侧。运算电路根据上下或左右光点偏离量的大小输出定的电信号,此信号经单片机再驱动步进电动机通过机械传动装置使光电接收靶回到光的准直方向,从而实现自动准直控制。激光传输在雷达方向应用激光雷达散射截面,作为表征目标激光散射特性的重要特征量,其外场测量准确度是项关键指标。通常,对于的测量采用比对法。比对法不仅要求相同的激光束散角激光发射功率探测距离接收视场发射接收方位角等,还要求相同的大气条件主要指衰减系数。测量所用激光波长般为,该波长的激光在大气传输中的衰减主要来自于大气气溶胶的散射,而大气分子的吸收分子的散射等因素则可忽略,衰减系数与气溶胶粒子的尺寸分布有很大关系,且受温度湿度能见度及气压等随机变化的环境参量的影响较大,易随大气条件变化而变化。而在外场测量中,由于测量标准板与待测目标总有定的时间间隔,很难保证大气条件的稳定性,旦条件变化,激光信号的衰减则会不同,由此将给比对测量带来定的误差。即使天气条件较好时,若单纯应用比对法,即使保证入射与探测条件相同,每次测量得到的测量准确度也都不相同,甚至有时还有较大差距,这说明大气条件的变化是影响测量准确度的重要因素,必须采用合理的方法加以校正。双光路探测测是目前比较常见的种校正方法,能够改善因大气条件变化给测量准确度带来的影响。采用双光路探测法来确定各个测量时刻的大气衰减系数和激光器输出能量,然后再与方向半球反射率已知的标准靶板比较,计算得到待测目标的,双光路探测方法已得到广泛的应用。测量系统般由激光发射系统散射光探测系统以及相应的测量控制与信息处理系统组成。测量时,激光发射系统瞄准目标以定频率发射激光脉冲,目标散射后,位于远场区域的散射光探测系统以同样的频率对散射光脉冲信号进行采集并处理,提取出信号的峰值电压。依据测量方程并考虑大气对激光传输的影响,散射光信号峰值电压为,式中,为探测响应率,为散射光探测系统光学效率,为探测系统接收孔径的面积,为入射到目标上的峰值光功率密度,为目标的,为目标到散射光探测系统距离上的激光大气透过率,为目标到探测系统的距离,为探测系统处的散射光峰值功率密度。总结虽然大气的吸收
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