大气信道对沿海激光通信的影响分析

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1、第31卷第4期2012年8月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．31No．4Aug．2012大气信道对沿海激光通信的影响分析。杨璐(92941部队·辽宁葫芦岛·125000)摘要：为利于沿海靶场激光通信系统的设计与应用，研究分析了晴天、轻霾天、雾天、湍流等常见天气中大气信道对激光通信的影响。针对短距离近地面传输特点，利用经验数学模型仿真分析了激光透过率与能见度以及误码率与折射率结构常量的定量关系。结果表明：激光波长越长，衰减和湍流效应影响越小；晴天大气衰减对通信影响最小，轻霾天次之，雾衰减影响最严重；强湍流闪烁效应对误码率影响较大，但增加

2、链路高度和选择长波长激光可减小影响。关键词：激光通信；米氏散射；湍流效应；平流雾；误码率；大气信道；沿海地区中图分类号：TN929．12文献标志码：A文章编号：1674—5620(2012)04—0052一05AnalysisofInnuenceofAtmosphericChannelonLaserCommunicationinCoastalRegionsYANGLu(PLAUnit92941，Huludao，LiaoningProvince125000)Abstract：Theinfluenceofatmosphericchannelofclearday，1ighthazeday，fog

3、gydayandturbulenceon1asercommunicationisstudiedfordesignandapplicationoflasercommunicationsystemsincoastalranges．IⅥakinguseofthefeaturesofshortdistancetransmssionclosetotheground，thequantitativerelationsbetweenthepenetrationrateandvisibilitvaswellasBER(BitErrorRate)andrefractiveindexstructurecoeff

4、ientaresimulatedandanalyzedwithemDiricalmathematicalmodels．Theresultshowsthattheinfluenceofattenuationandturbulencedescreasesas1aser’wavelengthshortens．Theinfluenceisthesmallestoncleardays，moreonlighthazedaysandthemostseriousonfoggydays．TheinfluenceofstrongturbulencescintillationeffectonBERisheavy

5、．However，theinfluencecanbereducedbyincreasingchainheightandusing10ngwavelengthlaser．Keywords：lasercommunication；Miescattering；turbulenceeffect；advectionfog；BitErrorRate(BER)；atmos—phericchannel；coastalregion0引言激光通信具有跨越复杂地貌障碍、架设灵活快捷、故障率低、抗电磁干扰能力强等优点，在靶场可作为光纤通信的有效备份，用于应急或临时通信。但激光通信性能与大气信道密切相关，大气信道分为

6、大气衰减信道和大气湍流信道，分析沿海地区常见天气中霾和雾的散射衰减以及湍流闪烁效应对激光通信的影响非常必要。对于沿海雾的衰减，文献[1]研究了10．6”m红外衰减与能见度及雾含水量的关系，文献[2]研究了浓雾对3mm电波的衰减特性，而对于1牲m附近波长激光的雾衰减目前研究较少。对于湍流闪烁效应，文献[3]研究了误码率与折射率结构常量的关系，但未涉及链路高度对误码率的影响。针对以上问题，本文在研究常用经验模型的基础上，仿真分析大气衰减和湍流信道中激光透过率和误码率与激光波长、链路参数及大气参数的定量关系。1大气衰减信道对激光通信的影响1．1睛天和轻霾天的大气衰减晴天和轻霾天是渤海沿海地区最常

7、见的天气，*收稿日期：2012一05—31；修回日期：201z—07一oz；网络出版时间：2012—08—1411：14：OO网络出版地址：http：∥www．cnki．net／kcms／detail／11．4230．TV．20120814．1114．002．html作者简介：杨璐(1979一)，女，工程师，研究方向为靶场无线通信；E—mail：peizhe2011@163．com@厶1km，模型2(1)因子，其随(2)