激光卫星通信中超短时空高斯脉冲瞬时传播特性研究

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本文导出了在激光卫星通信系统下,一种窄带、时空高斯脉冲在纯净空气弱大气湍流下传播时的瞬时展宽和瞬时闪烁的简易分析表达式。瞬时展宽是根据瞬时平均强度的1 e 2处的点得到的,瞬时闪烁的计算包括了强度的二阶量。通过双频互相关函数和四频交叉相关函数分别得到强度一阶和二阶量的积分表达式。分析了根据修正的Von Karman谱的折射指数起伏和Hufnagel-Vally湍流模型上得到的近似积分式。计算了上层大气UAV-UAV交叉结合(近场)和上行/下行通信传播路径(远场)具体的数值结果。根据高度为常量和变量时,分析了远场水平传播和斜程传播时的瞬时脉冲展宽和瞬时闪烁指数,讨论了大气湍流强度,外尺度,初始脉冲宽度,发射波束的波束半径,天顶角,内尺度,以及光波波长对瞬时展宽和瞬时闪烁指数的影响,对相关数值计算结果进行比较和验证,结果表明影响闪烁的决定性参数是大气湍流强度,外尺度和发射脉冲脉冲宽度。
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