星载激光对潜通信能量衰减计算及影响因素分析
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更新于2024-08-12
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"这篇论文是2009年由詹恩奇和王宏远共同撰写的,探讨了光在大气和海水信道中的能量衰减计算,主要涉及星载激光对潜通信领域的研究。作者考虑了自然光、浮游生物背景辐射、云层、大气/海水界面等因素对光传播的影响,并通过Monte Carlo方法模拟了水下接收光斑的分布。论文指出,在忽略介质吸收效应的情况下,估算潜艇接收信号能量衰减可能在-112至-140分贝之间。他们还计算了不同卫星高度和发射角度下的衰减情况,结果显示近海岸海域200米深度和深海300米深度的信号能量衰减可达到84分贝。然而,由于未充分考虑吸收效应和接收光斑大小选择,实际衰减可能比计算值更大。该研究得到了国家自然科学基金的支持,并指出关键词包括蒙特卡罗方法、散射效应、衰减和星载激光对潜通信。"
这篇论文是关于光通信技术在特殊环境中的应用,具体聚焦于星载激光对潜通信系统。首先,论文提到了自然环境中的各种因素如何影响光信号的传播。这些因素包括但不限于自然光背景、海洋中的浮游生物辐射、大气层中的云层以及大气与海水的交界面。这些都会导致光信号在传播过程中的能量损失,即能量衰减。
然后,作者引入了能量方程来估算潜艇接收信号的衰减程度。根据他们的计算,信号能量可能衰减到-112到-140分贝的范围,这是一个相当大的衰减幅度,意味着信号在传输过程中面临极大的挑战。为了更深入地理解这一过程,他们运用了Monte Carlo模拟方法,这是一种统计计算技术,用于模拟光束在水下的接收情况。他们选择63%的光斑半径作为接收平面半径,但没有考虑光在传输过程中可能遇到的吸收效应。
通过对不同卫星高度和发射角度的计算,他们得出在近海岸200米和深海300米处,信号能量的衰减可以达到84分贝。这一数值表明,即使在远离海岸的深海环境中,光信号仍然会受到显著衰减。
值得注意的是,作者承认他们的计算结果可能低估了衰减程度,因为未考虑介质吸收和光斑大小选择对实际衰减的影响。这表明在实际应用中,需要更全面地考虑这些因素以优化通信系统的性能。
这篇论文为理解光在复杂环境中的传播特性提供了有价值的见解,对于改进星载激光对潜通信系统的效率和可靠性具有重要意义。它强调了在设计和分析这类通信系统时需要考虑的各种因素,如环境影响、信号衰减模型和模拟方法的选择。同时,它也提出了未来研究的方向,即更准确地量化吸收效应和接收光斑选择对光通信性能的具体影响。
2021-09-18 上传
2021-10-31 上传
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