高速机动下附面层聚焦效应对机载激光通信的影响

"高速机动下附面层聚焦效应对机载激光通信性能影响 (2015年)" 本文是一篇工程技术领域的论文，主要探讨了高速机动飞行中附面层对机载激光通信系统性能的影响。激光通信是现代航空通信技术的重要组成部分，尤其是在高速飞行和高海拔环境中，其优势在于数据传输速率高、抗干扰能力强。然而，飞机在高速机动时，空气动力学现象如附面层会对光束传播产生显著影响。 附面层是流体（如空气）在固体表面流动时，由于粘性作用形成的一层速度逐渐减小至零的流动区域。在飞机高速飞行时，附面层会产生类似负透镜的效果，导致激光光束发生聚焦或散焦，从而影响通信质量。论文中，作者将飞机舱壁外侧的附面层视作负透镜进行理论分析，并通过仿真研究来考察这一现象。 研究发现，飞行马赫数增加会加剧附面层的聚焦效应。在海平面高度，当飞行速度达到马赫数2以上时，附面层的焦距与平台曲率半径的比值（-F/Rs）下降到8以下，这可能降低通信性能。然而，随着飞行高度上升，例如在10公里和15公里的高度，该比值可以分别提高到16和25，这意味着在较高海拔环境下，附面层的负面影响相对较小。 通信误码率是衡量通信质量的关键指标，当-F/Rs达到6.3以上时，论文研究表明，通信误码率可以得到较好的控制，满足通信需求。这一发现对于优化机载激光通信系统设计，特别是在高速机动飞行条件下保证通信稳定性和可靠性具有重要指导意义。 文章作者张曦文等人通过深入的理论分析和数值模拟，揭示了高速机动飞行条件下附面层对机载激光通信的复杂影响，为后续的系统优化和抗干扰措施提供了理论依据。这篇论文对于从事激光通信、航空航天工程以及相关领域的研究人员具有很高的参考价值，有助于推动相关技术的发展和应用。