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引用本文：李晓龙，蔡岳丰，闫宝罗，等.湍流环境下组阵收发的深空激光通信系统性能[J].光通信技术，2020,44(10):20-23.湍流环境下组阵收发的深空激光通信系统性能李晓龙蔡岳丰闫宝罗李昌瑾刘海锋!，2,林炜！，2,刘波i，2*,吴继旋3 "1.南开大学现代光学研究所，天津300350$ 2.南方海洋科学与工程广东省实验室，广东珠海519000$3.天津工业大学电子与信息工程学院，天津300387)摘要：为了探究大气湍流对深空激光通信的影响，从理论上讨论了 Gamma-Gamma分布的大气信道模型和抑制大气湍流的手 段。
建立了基于组阵收发的深空激光通信系统模型，对不同湍流条件下的系统误码率进行仿真。
仿真结果表明：在信噪比为20 +B时，弱湍流环境的下行链路通信误码率比强湍流低4个数量级;大气湍流强度增强时，系统的通信误码率增大;在同等湍流强度下，大气湍流对于上行链路通信性能的影响比下行链路更大。
关键词：深空环境；空间激光通信；大气湍流;组阵收发;误码率中图分类号：T N929.12文献标志码：A 文章编号：1002-5561 (2020) 10-0020-04D〇I:10.13921/ki.issn1002-5561.2020.10.006 开放科学（资源服务）标识码（OSID): Performance of deep space laser communication system witharray transceiver in turbulent environmentL I Xiaolong1,CAI Yuefeng1,YAN Baoluo1,L I Changjin1,LIU Haifeng1，2,LIN Wei1,2,LIU Bo12；,WU Jixuan3 "1. Institute o f Modern OptiGS, Nankai University, Tianjin 300350, China; 2. Southern Marine SG ienG e and Engineering Guangdong Laboratory, Zhuhai Guangdong 519000, China; 3. College o f EleGtroniG and Information Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China)_______________________________________________________________!"#$%__________________________________________________________Abstract:In order to explore the effect of atmospheric turbulence on deep-space laser communication, the Gamma-Gamma distributed atmospheric channel model and means to suppress atmospheric turbulence are theoretically discussed. A deep space laser system model based on array transceiver is introduced, and the system's bit error rate under different turbulence conditions is simulated. The results show that when the signal-to-noise ratio is 20 dB, the downlink communication bit error rate under weak turbulence is 4 orders of m agnitude lower than that under strong turbulence. When the intensity of a tmospheric turbulence increases, the bit error rate of t he system increases. At the same turbulence intensity, the influence of atmospheric turbulence on uplink communication performance is greater than that on downlink.Key words:deep space environment; space laser communication; atmospheric turbulence; array transceiver; bit error rate0引言目前，空间激光通信技术已经成功应用在星地、星际等多种激光链路中。
大气湍流对长程传输激光光场影响机理及多孔径相干合成抑制方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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大气激光通信系统的研究重庆理工大学文献综述文摘：激光信息在大气中的传输是大气光学领域最活跃的研究热点之一。
由于激光本身所具有的高强度、高相干性、高单色性和高方向性等特性，从而有容量大、波束窄、速度快、保密性好和抗干扰性强等优点，因此激光成为无线光通信中最理想的载体。
本文概述了大气激光通信的基本原理和发展，介绍了大气激光通信的特点和应用。
以一种能实现计算机间通信（能传输语音和数据）的新型以太网接口大气激光通信系统为例，结合实验研究，介绍了该系统的发射机和接收机。
并针对大气无线激光通信系统，本文深入地研究了大气湍流信道中随机光强信号的检测方法，对激光束在大气湍流信道中的传输进行了仿真和建模，并对实际的大气湍流信道进行了测量。
关键词：大气激光通信光发射终端光接收终端损耗特性激光I.激光通信概述1960年激光的出现极大地促进了许多学科的发展，其中也包括通信领域激光以其良好的方向性、相干性及高亮度性等特点成为光通信的理想光源。
将激光应用于通信，掀开了现代光通信史上崭新的一页，成为当今信息传递的主力军。
激光通信是以激光光束作为信息载体的一种通信方式，和传统的电通信一样，它可分为有线激光通信和无线激光通信两种形式。
其中，有线激光通信就是近年来发展迅猛的光纤通信。
无线激光通信也可称为自由空间激光通信，它直接利用激光在大气或太空中进行信号传递，可进行语音、数据、电视、多媒体图像等信号的高速双向传递。
这是目前国际上的一大研究热点，世界上各主要技术强国正投入大量的人力物力来抢占这一领域的技术优势。
根据使用情况，无线激光通信可分为:点对点、点对多点、环形或网络状通信。
在本文中，我们主要研究的是点对点的通信。
此外，根据传输信道的不同，无线激光通信又可分为:大气激光通信、星际(深空)激光通信和水下激光通信川。
大气激光通信是自由空间激光通信的一个分支，它以近地面大气作为传输媒介，是激光出现后最先研制的一种通信方式。
大气激光通信系统主要由光源、调制器、光发射机、光接收机及附加的电信发送和接收设备等组成，只要相互进行瞄准即可进行通信。
湍流大气中激光波束目标回波特性湍流大气中激光波束目标回波特性激光雷达技术是一种重要的远程目标检测手段，广泛应用于军事、安全、环境监测和自动驾驶等领域。
然而，湍流大气对激光波束的传播和目标回波产生了很大的影响，导致目标回波信号的损失和失真。
因此，研究湍流大气中激光波束目标回波特性具有重要的理论和实际意义。
湍流大气是由于气流混合和不规则温度分布引起的，它的特点是空间和时间上的波动和不稳定性。
当激光波束穿过湍流大气时，会受到湍流的折射、散射和吸收，导致波束的传输损耗和畸变。
湍流大气对激光波束传输的主要影响因素包括湍流强度、相关尺度、湍流内外尺度比例以及湍流脉动等。
这些影响因素的复杂性使得激光波束的传输特性变得难以预测和控制。
在湍流大气中，激光波束与目标交互作用后，会产生目标回波信号。
目标回波信号包含了目标物体的特征信息，如位置、形状、尺寸等。
然而，湍流大气中激光波束的传输损耗和畸变影响了目标回波信号的强度和形态，使得目标信号难以被准确捕获和分析。
因此，研究湍流大气中激光波束目标回波特性对于提高激光雷达系统的性能至关重要。
目前，研究者们对湍流大气中激光波束目标回波特性进行了广泛的研究。
一方面，他们通过数值模拟和实验验证的方法，研究了湍流大气对激光波束的传输损耗和畸变的影响规律。
另一方面，他们通过改进激光雷达系统参数、引入自适应光学技术、应用信号处理算法等手段，尝试对湍流大气中的激光波束目标回波进行增强和矫正。
研究结果表明，在湍流大气中激光波束目标回波特性受到湍流强度和相关尺度的显著影响。
随着湍流强度的增加，目标回波信号的强度减弱，信噪比下降。
湍流相关尺度的增加会增加目标回波信号的时间相关性，导致回波信号的畸变和模糊。
此外，湍流脉动也会影响目标回波信号的相位和强度分布。
针对湍流大气中激光波束目标回波的特性，研究者们提出了一些应对策略。
一是改进激光雷达系统的参数设计，如增加激光功率、优化激光发射波形、改进接收系统灵敏度等，以增强目标回波信号。
第38卷 第10期 激光与红外Vol .38,No .10 2008年10月 LASER & I N FRARE DOct ober,2008 文章编号:100125078(2008)1020974204・激光技术与应用・大气湍流对激光传输的影响武 琳,应家驹,耿 彪(军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003)摘 要:为了研究大气湍流对激光传输的影响,以大气湍流的激光传输效应为基础,建立了激光到达接收面的光强分布模型。
模型考虑了折射率结构常数、传输距离、发射面和接收面孔径以及湍流引起的光束展宽等参数,分析这些参数对接收面光强分布的影响,以此研究大气湍流对激光传输的影响,并提出降低湍流影响采取的措施。
关键词:大气湍流;激光传输;光强分布中图分类号:P401;P407.5 文献标识码:AEffect on Laser Propagati on i n the Atmospher i c TurbulenceWU L in,YING J ia 2ju,GENG B iao(Depart m ent of Op tics&Electrical Engineering,O rdnance Engineering College,Shijiazhuang 050003,China )Abstract:I n order t o study the effect on laser p r opagati on in the at m os pheric turbulence,the model of intensity distri 2buti on on the receiver p lane was derived based on laser p r opagati on in the at m os pheric turbulence .And the para meters like structural constant of at m os phere refracti on coefficient,p r opagati on distance,aperture of trans m itter and receiver p lane,and extended area caused by at m os pheric turbulence were analyzed which i m pact on laser intensity distributi on .This research focused on the effect on laser p r opagati on in the at m os pheric turbulence and p r oposes s ome methods t o restrain the influence of turbulence .Key words:at m os pheric turbulence;laser p r opagati on;intensity distributi on1 引 言大气湍流是自由空间光传输所面临的一个重要问题。
