湍流大气中阵列光束通信质量研究

"阵列光束在湍流大气中的传输质量研究" 大气激光通信是一种新兴的通信技术，具有数据传输容量大、速率高、隐蔽性好和抗干扰性强等显著优势，因此在现代通信领域中具有重要的研究价值。然而，大气湍流作为激光通信的主要挑战之一，会严重影响激光束的传播质量和通信效率。湍流大气中的温度和压力变化导致光束的折射率随机变化，从而引起光束的扩散和能量损失。 本文主要探讨了如何利用多光束传输技术来减轻大气湍流对激光通信的影响。研究基于广义惠更斯—菲涅尔原理，通过积分变换方法，推导出了高斯谢尔阵列光束在通过湍流大气后平均光强和远场发散角的解析表达式。这一理论分析揭示了初始阵列光源的基本参数，如发射光束的波长、初始束宽等，对光束质量有显著影响。 研究发现，增加子光束的数量可以改变光束在湍流中的传输特性。具体来说，增加子光束数目可以减弱发射波长变化对系统传输性能的影响。同时，单个光束的远场发散角通常小于阵列光束，但随着子光束数目的增加，阵列光束的远场发散角会持续增大，这可能导致光束扩散加剧，影响通信效果。 关键词包括大气激光通信、一维阵列光束、湍流大气和传输特性，表明该研究聚焦于理解和优化这些关键因素，以提升大气激光通信在复杂环境下的稳定性与效率。中图分类号 TN2，表明该研究属于电信科学技术的范畴。 总体来说，这项工作为优化大气激光通信系统提供了理论基础，有助于设计更有效的抗湍流策略，以实现更稳定、高效的大气激光通信网络。通过深入理解湍流对光束传播的影响，科研人员可以开发新的技术手段，比如动态调整光束参数或采用智能控制算法，来克服大气湍流带来的问题，推动大气激光通信技术的发展。