高空紫外光通信湍流影响分析与链路模型

"高空湍流影响下紫外光多径散射链路模型" 本文主要探讨了在高空大气湍流影响下的紫外光多径散射链路模型。研究中，作者们考虑了散射链路所在高空的大气条件，包括温度、压力、臭氧浓度以及湍流的垂直强度分布。他们基于Rayleigh散射理论来构建模型，Rayleigh散射是一种在气体分子小且相对波长较短的情况下，如紫外线，发生的散射现象。 首先，模型将散射体分解为多个散射元，每个散射元代表一条特定的传播路径。通过分析这些不同的路径，计算出每条路径上的信号强度。接着，应用对数正态分布来描述非直视链路中的湍流效应，计算不同路径上信号强度的概率密度分布。通过将所有路径的概率密度函数进行卷积，得到了接收端信号强度的叠加分布和链路损耗。 在实际大气环境的仿真实验中，新提出的模型显示信号强度的概率密度分布比传统模型更为集中。此外，研究发现紫外光的消光系数受到吸收系数的影响显著，两者在15公里以下的垂直分布曲线有轻微差异。在2至14公里的高空范围内，收发端高度位于11公里左右时，闪烁指数（衡量大气湍流导致的信号强度快速变化的指标）达到最大值，而在6公里左右时，闪烁指数最小。这些结果表明，在综合考虑湍流效应和链路损耗后，高空紫外光通信的最优工作高度可能在10公里以下。 该研究对于理解高空紫外光通信系统的性能、优化通信质量和稳定性具有重要意义。通过精确建模大气条件对紫外光通信的影响，可以为未来的高空通信系统设计提供理论支持和指导，尤其是对于需要在复杂大气环境中进行通信的应用，如军事通信、空间通信等。 关键词：大气光学；紫外光通信；大气湍流；Rayleigh散射；对数正态分布 这篇研究深入探讨了高空环境下，特别是在考虑湍流影响时，紫外光通信链路的特性。它不仅提供了新的链路模型，还揭示了收发端高度对通信质量的关键影响，为实际应用提供了有价值的参考。