大气散斑效应对APT跟踪精度影响分析

摘要

大气散斑效应直接影响光束捕获、对准和跟踪(Acquisition、Pointing and Tracking，APT)系统的光斑质心检测精度，进而为APT跟踪精度带来误差，最终影响空间光通信(Free Space Optical Communication，FSO)系统的整体性能。本文在对激光大气传输特性进行理论分析的基础上就大气湍流对激光传输引起大气散斑以及光强闪烁等效应进行数学建模，重点利用随机相位屏的数值模拟方法就大气散斑效应对APT系统跟踪精度影响进行分析，并且搭建了激光大气传输特性测试实验系统，对大气湍流引起的各种效应进行测试，同时就抑制大气湍流效应的方法进行了探索与研究。
　　 通过理论分析、仿真研究与实验测试，本文得出以下结论：大气散斑效应对APT系统跟踪精度的影响可达几十微弧度，大口径接收可有效抑制散斑效应和光强闪烁效应对APT系统的影响，但同时也会使光斑面积增大。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2激光大气传输研究现状

1.3本文研究的主要内容

第二章APT系统原理与技术

2.1激光通信系统主要构成和工作原理

2.2 APT系统组成及其基本工作原理

2.3 APT性能参数分析

第三章激光传输大气湍流效应

3.1大气湍流机理

3.2大气中的折射率

3.3激光大气传输特性的定标参数

3.4源像抖动

3.5光束漂移

3.6光束扩展

3.7光强闪烁效应

第四章大气激光通信系统补偿技术研究

4.1被动补偿技术研究

4.2多光束发射结合大孔径接收方案

4.3自适应光学技术

第五章大气传输相位屏理论及散斑效应模拟分析

5.1相位屏理论

5.2散斑效应对APT跟踪精度影响分析

第六章激光大气实验系统及分析

6.1实验系统组成

6.2实验内容与结果分析

6.3实验总结

第七章总结

致谢

参考文献