留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

近海激光通信分集技术对大气湍流扰动抑制的实验

李一芒 高世杰 盛磊

李一芒, 高世杰, 盛磊. 近海激光通信分集技术对大气湍流扰动抑制的实验[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0322001
引用本文: 李一芒, 高世杰, 盛磊. 近海激光通信分集技术对大气湍流扰动抑制的实验[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0322001
Li Yimang, Gao Shijie, Sheng Lei. Experiment of restraint of atmospheric turbulence using diversity technology based on analysis of offshore laser communication[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0322001
Citation: Li Yimang, Gao Shijie, Sheng Lei. Experiment of restraint of atmospheric turbulence using diversity technology based on analysis of offshore laser communication[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0322001

近海激光通信分集技术对大气湍流扰动抑制的实验

doi: 10.3788/IRLA201645.0322001
基金项目: 

国家863计划(2014AA7031010B)

详细信息
    作者简介:

    李一芒(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事光通信领域图像处理技术方面的研究。Email:liyimangkjdn@126.com

  • 中图分类号: P427.1

Experiment of restraint of atmospheric turbulence using diversity technology based on analysis of offshore laser communication

  • 摘要: 为评估分集收发技术在近海面激光通信系统应用中对大气湍流扰动的抑制作用,设计了基于对多路1 550 nm激光光斑同步采集的验证实验方案。采用由时统终端触发的FPGA+多核DSP架构的实时图像处理系统实现目标中心位置的提取与目标灰度和的统计,进而得到激光从发射端至接收端的到达角起伏方差和闪烁指数。分别比较了等功率条件下单路发射和双路发射间、双孔径接收与等效单孔径接收间的到达角起伏方差和闪烁指数,同时比较了不同跨距下双孔径接收的效果。实验表明,在发射功率相同的情况下,与单路发射相比,双路发射能够有效地抑制因大气湍流扰动产生的到达角起伏和光强闪烁;在接收面积相同情况下,双孔径接收较单孔径接收所产生的到达角起伏与光强闪烁更弱,且在一定范围内,双孔径间的跨距存在最优值。
  • [1] Wu Congjun, Yan Changxiang, Gao Zhiliang. Overview of space laser communication[J]. Chinese Optics, 2013, 6(5):670-680. (in Chinese)吴从均. 颜昌翔. 高志良. 空间激光通信发展概述[J]. 中国光学, 2013, 6(5):670-680.
    [2] Fu Qiang, Jiang Huilin, Wang Xiaoman, et al. Research status and development trend of space laser communication[J]. Chinese Optics, 2012, 5(2):116-125. (in Chinese)付强, 姜会林, 王晓曼, 等. 空间激光通信研究现状及发展趋势[J]. 中国光学, 2012, 5(2):116-125.
    [3] Abaza M, Mesleh R, Mansour A, et al. Spatial diversity for FSO communication systems over atmospheric turbulence channels[C]//Wireless Communications and Networking Conference(WCNC), IEEE, 2014, 382(387):6-9.
    [4] Huang Jipeng, Wang Yanjie, Sun Honghai, et al. Precise position measuring system for laser spots[J]. Opt Precision Eng, 2013, 21(4):841-848. (in Chinese)黄继鹏, 王延杰, 孙宏海, 等. 激光光斑位置精确测量系统[J]. 光学精密工程, 2013, 21(4):841-848.
    [5] Qian Feng, Jia Jianjun, Zhang Liang, et al. Positioning accuracy of spot-detecting camera in acquisition, tracking, pointing system[J]. Chinese J Lasers, 2013, 40(2):0205007. (in Chinese)钱锋, 贾建军, 张亮, 等. 捕获、跟踪、瞄准系统中光斑探测相机的定位精度[J]. 中国激光, 2013, 40(2):0205007.
    [6] Kaur P, Jain V K, Kar S. Performance analysis of FSO array receivers in presence of atmospheric turbulence[J]. Photonics Technology Letters, IEEE, 2014, 26(12):1165, 1168.
    [7] Jiang Huilin, Hu Yuan, Ding Ying, et al. Optical principle research of space laser communication network[J]. Acta Optica Sinica, 2012, 32(10):1006003. (in Chinese)姜会林, 胡源, 丁莹, 等. 空间激光通信组网光学原理研究[J]. 光学学报, 2012, 32(10):1006003.
    [8] Henniger H, Epple B, Haan H. Maritime mobile optical-propagation channel measurements[C]//Communications(ICC), 2010 IEEE International Conference on, 2010, 1(5):23-27.
    [9] Chen Chunyi, Yang Huamin, Tong Shoufeng, et al. Measure-ment experiment and analysis of laser atmospheric structure constant of refractive index[J]. Infrared and Laser Engineering, 2006, 35(10):423-426. (in Chinese)陈纯毅, 杨华民, 佟首峰, 等. 激光大气折射率结构常数测量实验与分析[J]. 红外与激光工程, 2006, 35(10):423-426.
    [10] Stell M F, Moore C I, Burris H R. Passive optical monitor for atmospheric turbulence and windspeed[C]//Proceedings of the SPIE, 2003, 5160:422-431.
    [11] Gao Chong, Tan Liying, Ma Jing, et al. Experimental research of angle-of-arrival fluctuations in free-space optical communications[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2007, 2(2):177-181. (in Chinese)高宠, 谭立英, 马晶, 等. 空间光通信的到达角起伏实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2007, 2(2):177-181.
    [12] Ma Xiaoshan, Zhu Wenyue, Rao Ruizhong. Comparison of refractive index structure constants of atmospheric turbulence deduced from scintillation and beam wander effects[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2007, 19(4):538-542. (in Chinese)马晓珊, 朱文越, 饶瑞中. 利用闪烁和漂移效应测量大气折射率结构常数的对比分析[J]. 强激光与粒子束, 2007, 19(4):538-542.
    [13] Wu Xiaoqing, Huang Honghua, Qian Xianmei, et al. Thermosonde measurement of temperature structure parameter and temperature spectral power-law exponent profile in the lower stratosphere[J]. Acta Optica Sinica, 2014, 5(5):0501001. (in Chinese)吴晓庆, 黄宏华, 钱仙妹, 等. 低平流层下温度结构常数和温度起伏谱幂率廓线的探空测量[J]. 光学学报, 2014, 5(5):0501001.
    [14] Rao Changhui, Jiang Wenhan, Ling Ning. Atmosperic parameters measurements for non-kolmogorov turbulence with Hartmann-Shack wavefront sensor[J]. Acta Optica Sinica, 2000, 20(9):1201-1207. (in Chinese)饶长辉, 姜文汉, 凌宁. 应用哈特曼-夏克波前传感器测量大气湍流参数[J]. 光学学报, 2000, 20(9):1201-1207.
    [15] Andrews Larry C, Phillips Ronald L. Laser Beam Prorogation Through Random Media[M]. Bellingham, Washington:SPIE Optical Engineering Press, 1998:199-210.
  • [1] 傅万旺, 郭优, 张越行, 陈纪笋, 姜义君, 李密.  大气信道下窄线宽激光器对相干通信系统性能影响研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220219-1-20220219-10. doi: 10.3788/IRLA20220219
    [2] 庄子波, 邱岳恒, 林家泉, 宋德龙.  基于卷积神经网络的激光雷达湍流预警 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210320-1-20210320-10. doi: 10.3788/IRLA20210320
    [3] 徐新瑞, 孟祥翔, 吴世臣, 王健隆, 白素平.  大容差中波红外激光通信终端光学天线研制 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200331-1-20200331-7. doi: 10.3788/IRLA20200331
    [4] 余辉龙, 鲍智康, 王璇, 查日东, 杨云霞, 何睿清.  XY-2号卫星激光通信载荷PAT在轨测试 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200327-1-20200327-8. doi: 10.3788/IRLA20200327
    [5] 李响, 王守达, 张家齐, 李小明, 张立中.  承载式激光通信光学天线 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1118001-1118001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1118001
    [6] 赵刚, 邓万涛, 夏惠军.  大气湍流对高能激光系统瞄准精度的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 81-89. doi: 10.3788/IRLA201948.S209001
    [7] 丁良, 吴志勇, 李学良, 谷雨聪, 胡金田, 尹景隆.  激光通信中马赫曾德调制器无抖动偏置控制技术 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1218001
    [8] 刘中辉, 陈纯毅, 姚海峰, 潘石, 向磊, 娄岩, 倪小龙.  基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205005-1205005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
    [9] 单聪淼, 孙华燕, 赵延仲.  基于回波闪烁效应识别光学目标的方法研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 326002-0326002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0326002
    [10] 赵太飞, 王秀峰, 王花, 余叙叙, 李永明.  弱湍流中紫外光非直视分集接收技术的研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1222002-1222002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1222002
    [11] 周鑫, 姜鹏, 孙剑峰, 肖昭乐, 刘迪, 王骐.  基于点目标大气闪烁的目标回波分布研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 74-81. doi: 10.3788/IRLA201746.S117003
    [12] 张天一, 汪相如, 黄子强, 吴亮, 许剑华, 谭庆贵.  液晶光学相控技术在卫星通信多接入中的应用 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1122004-1122004(9). doi: 10.3788/IRLA201746.1122004
    [13] 周颖捷, 周安然, 孙东松, 强希文, 封双连.  差分像移大气湍流廓线激光雷达的研制 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1130001-1130001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1130001
    [14] 李菲, 路后兵.  弱湍流条件下大气光通信的阈值优化方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1211004-1211004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1211004
    [15] 卢芳, 赵丹, 刘春波, 韩香娥.  非Kolmogorov大气湍流对高斯阵列光束光强闪烁的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 711001-0711001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0711001
    [16] 陈牧, 柯熙政.  大气湍流对激光通信系统性能的影响研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822009-0822009(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0822009
    [17] 向劲松, 张明杰.  一种空间激光通信中模拟湍流效应的新方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2721-2725.
    [18] 艾勇, 段梦云, 徐洁洁, 单欣, 陈晶, 熊准, 姜茹.  LC-SLM激光大气传输湍流模拟及通信实验分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3103-3109.
    [19] 孟恒辉, 耿利寅, 李国强.  激光通信器热设计与热试验 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2295-2299.
    [20] 邓莉君, 柯熙政, 谌娟.  大气激光通信系统中频域解卷积抑制乘性噪声的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3676-3682.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  432
  • HTML全文浏览量:  43
  • PDF下载量:  216
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-09
  • 修回日期:  2015-08-08
  • 刊出日期:  2016-03-25

近海激光通信分集技术对大气湍流扰动抑制的实验

doi: 10.3788/IRLA201645.0322001
    作者简介:

    李一芒(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事光通信领域图像处理技术方面的研究。Email:liyimangkjdn@126.com

基金项目:

国家863计划(2014AA7031010B)

  • 中图分类号: P427.1

摘要: 为评估分集收发技术在近海面激光通信系统应用中对大气湍流扰动的抑制作用,设计了基于对多路1 550 nm激光光斑同步采集的验证实验方案。采用由时统终端触发的FPGA+多核DSP架构的实时图像处理系统实现目标中心位置的提取与目标灰度和的统计,进而得到激光从发射端至接收端的到达角起伏方差和闪烁指数。分别比较了等功率条件下单路发射和双路发射间、双孔径接收与等效单孔径接收间的到达角起伏方差和闪烁指数,同时比较了不同跨距下双孔径接收的效果。实验表明,在发射功率相同的情况下,与单路发射相比,双路发射能够有效地抑制因大气湍流扰动产生的到达角起伏和光强闪烁;在接收面积相同情况下,双孔径接收较单孔径接收所产生的到达角起伏与光强闪烁更弱,且在一定范围内,双孔径间的跨距存在最优值。

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回