海洋大气湍流对激光通信系统性能的影响分析

大气与环境光学学报 ›› 2009, Vol. 4 ›› Issue (3): 178-182.

海洋大气湍流对激光通信系统性能的影响分析

陈栋^1,2，李红刚¹，倪志波²，吕炜煜²

1 海军装备研究院，北京，100161；
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室，安徽合肥，230031

收稿日期:2009-03-10 修回日期:2009-04-20 出版日期:2009-05-28 发布日期:2009-06-02
通讯作者: 陈栋（1979-），男，辽宁丹东人，博士研究生，研究方向为激光大气传输。 E-mail:lieutengin_cd@yahoo.com.cn

Research on the Influence of Marine Atmospheric Turbulence to the Performance of Laser Communication System

CHEN Dong^1,2, LI Hong-gang¹, NI Zhi-bo², Lü Wei-yu²

1 Naval Academy of Armament, Beijing, 100161, China;
2 Key Laboratory of Atmospheric Component and Optical radiation, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China

Received:2009-03-10 Revised:2009-04-20 Published:2009-05-28 Online:2009-06-02

摘要/Abstract

摘要：

大气湍流引起光波强度在光束截面内的闪烁，降低了激光通信系统的信噪比。应用基于Rytov近似的激光大气传输光强起伏理论模型，在局地均匀各向同性Kolmogolov湍流谱的假设条件下，对大气湍流引起的光强起伏进行了分析。并从信号检测理论从发，将大气湍流与激光通信系统误码率指标相结合。分析结果表明，在典型的海洋大气湍流环境下，以误码率指标衡量，随着的增加，激光通信系统的有效作用距离大大缩短，当达到5×10^-15 m^-2/3时，通信的有效距离不足2 km，当达到3×10^-14 m^-2/3时，通信的有效距离降至1 km以下。

关键词: 海洋大气湍流, 激光通信系统, 误码率, 性能

Abstract:

Light intensity fluctuation in the cross-section caused by atmospheric turbulence reduces the bit error rate(BER) of laser communication system. The effect is analyzed using the theory of light propagation in the atmosphere based on the Rytov approximation under the suitable assumptions of isotropic Kolmogolov spectrum of turbulence, and the BER of laser communication system and atmospheric turbulence are combined in terms of signal detection theory. The analysis results turn out that, measured by BER, the effective distance of laser communication system shortens greatly along with the increasing of under the environment of typical marine atmospheric turbulence, the effective distance is less than 2 km when is equal to 5×10-¹⁵m^-2/3, and the distance even shortens to 1 km when reaches 3×10^-14 m^-2/3.

Key words: marine atmospheric turbulence, laser communication system, bit error rate, performance

中图分类号:

TN911.4

陈栋李红刚倪志波吕炜煜. 海洋大气湍流对激光通信系统性能的影响分析[J]. 大气与环境光学学报, 2009, 4(3): 178-182.

CHEN Dong, LI Gong-Gang, NI Zhi-Bo, LV Wei-Yu. Research on the Influence of Marine Atmospheric Turbulence to the Performance of Laser Communication System[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2009, 4(3): 178-182.

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