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无线光通信中大气流场对光波传播影响的建模与仿真研究

    项目来源于吉林省科技发展计划,编号:20070527。2010年2月11日通过吉林省科技厅主持的鉴定。整体达到国际先进水平。获2011年吉林省科技进步三等奖。
    项目针对对大气信道无线光通信开展研究,系统地分析了激光在大气流场中传播时所受的影响,重点对大气多次散射、高速移动平台气动光学效应和大气湍流激光传输进行了数学建模。研制的计算机仿真程序,解决了大气无线光通信中的多路径效应、气动光学效应和大气湍流效应分析难题,为无线光通信链路的功率预算、性能分析以及机载光端机的设计等提供了支持。
主要技术性能指标:
    (1)给出了激光在大气中传输,通信速率≥300Mbps时,大气多次散射引起的激光脉冲展宽计算模型;
    (2)针对光通信的高速移动平台,建立了气动光学效应模型;
    (3)给出了激光大气湍流传输数值模拟的随机相位屏生成算法;传输距离≥10公里;
    (4)编写出大气流场对无线光通信中光波传播影响的数字仿真与智能化分析程序,可对下列无线光通信系统主要性能指标和主要结构设计参数进行评价:①误码率,②通信带宽,③激光束散角,④激光能量,⑤跟踪精度;
    (5)在国内外重要刊物及学术会议上发表20篇论文,已有15篇进入EI检索;出版一部专著;获一项软件著作权。
创新点:
    (1)在辐射传输理论的基础上,建立了激光在多次散射大气信道中传输时,接收机收到的漫射强度分量和消弱强度分量的计算模型,分析了激光大气传输的平均多径时延与大气光学厚度之间的关系,获得了信道的传输带宽模型。
    (2)提出了基于折叠式快速傅立叶变换的激光大气湍流传输数值模拟方法,提高了数值模拟中的抽样频率;通过在数值模拟中加入低频相屏,解决了大气湍流低频成分产生的光束抖动的模拟问题。
    (3)针对高速飞机平台,建立了气动光学效应分析模型,为机载光端机的工程设计提供了模型支持。
主要研究人员:
    李岩芳,陈纯毅,杨华民,范静涛,韩成,丁莹,蒋振刚,冯欣,底晓强,李华


相关链接:“无线光通信中大气流场对光波传播影响的建模与仿真研究”项目通过鉴定
更新时间:2011-12-06
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