湍流大气中高斯波束的传播特性研究

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1、西安电子科技大学硕士学位论文湍流大气中高斯波束的传播特性研究姓名：易修雄申请学位级别：硕士专业：无线电物理指导教师：郭立新20050101摘要本文从介绍高斯光波束在湍流大气中传播的基本理论出发，导出了光波在随机媒质中传播的各阶统计矩。根据光波传播的修『FRytov方法，得到了高斯波束水平传输时在零内尺度湍流谱模型及考虑湍流内尺度效应和外尺度效应条件下，从弱起伏湍流区到强起伏湍流区闪烁指数随Rytov方差变化的计算公式。根据斜程传输理论以及随高度变化的ITU-R湍流大气结构常数模型，将修正Rytov方法推广应用于斜程传输问题研究，得到了高斯波束斜程传输时的闪烁指数，讨论了

2、不同传播高度、玎i同湍流内、外尺度对闪烁指数的影响，将有关数值计算结果与实验测量结果进行了比较和验证。本文最后将Markov近似方法和高阶矩统计理论用于高斯波束传播，导出了不考虑外尺度和考虑外尺度情况下高斯波束在湍流大气中传播时的漂移效应公式，得到了水平路径传播下漂移数值结果并进行了讨论。关键词：大气湍流高斯波束传播闪烁指数漂移ABSTRACTInthispaper,thefundamentaltheoryfortheopticalGntissianbeamwavepropagationintheatmosphericturbulenceisintroduced．the

3、differentorder-thstaffstitsmomentsofopticalwavepropagationinrandommediaalederived．AccordingtothemodifiedRytovmethodfortheopticalwavepropagationandwithconsideringtheeffectoftheturbulencesI)ectrummodelwithzeroandnon-zeroiriflerscaleinadditiontothefiniteouterscale．thesolutiontothescintillat

4、ionindex嬲afunetionoftheRytovvarianceisobtainedfromweaktostrongfluctuationregionsforGaussianbeampropagationalongthehorizontalpath．BasedonthetheoryofopticalwavepropagationintheslantpathandthelTU—RturbulencestructureconstantmodelwhichiSaltitudedependent．themodifiedRytovmethodiSextendedtothe

5、propagationintheslantpathandtheforrnulaofscintillationindexforGaussianbeampropagationiSobtained，theinfluenceofdifferentaltitudes．differentsizesoftheiI'filerandouterscaleoftheturbulenceonthescintillationindexisdiscussed．thenumericalresultsarecomparedandverifiedwiththeexperimentaldata．Fina

6、lly,theMarkovapproximationandthetheoryofhighorder—thstatisticsmomentiSappliedtothewandereffectsoftheGaussianbeampropagationinatmosphericturbulence，theformulaofthewanderforGaussianbeanapropagationwithout／withconsideringtheouter-scaleiSobtained．andthenumericalresultofthewanderiSpresentandd

7、iscussedfortheGaussianbeampropagationalongthehorizontalpath．Keywords：AtmosphericturbulenceGaussianbeamPropagationScintillationindexⅥ■nder创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果．尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的