舰船激光通信系统的大气特性及系统优化研究

论文摘要

当今的高科技海战的特点是,舰船之间的通信必须具有高效、可靠、安全、高实时性、机动性。目前,舰船之间所采用的主要是无线电通信,由于易受干扰,可靠性,机动性差,容易丧失通信能力、贻误战机,因此急需寻求新的通信装备加以补充。由于大气激光通信具有通信容量大、机动性好、抗干扰能力强、保密性好,信息不易被截获,跟踪精度高,分类识别、隐蔽性好,体积小、重量轻,甚至在原子辐射情况下也能正常工作一系列优点,很适合海战特殊环境下的通信手段。本文首先阐述了大气激光通信的系统及关键部件,然后对海上大气特性进行了深入的分析,并建立了舰艇特殊环境下海上大气信道传输特性数学模型,通过仿真及分析提出解决大气信道对通信影响的技术途径,为大气激光通信系统设计提供支持:同时也提出大气激光通信光端机(收、发)优化设计方案,为未来海上舰船大气激光通信关键技术研究提供理论和技术途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 大气激光通信及其潜在应用
• 1.3 大气激光通信的优缺点
• 1.3.1 大气激光通信主要的优点
• 1.3.2 大气激光通信的主要缺点
• 1.4 大气激光通信的发展状况
• 1.4.1 国外研究现状
• 1.4.2 国内研究现状
• 1.5 课题的研究目的和内容
• 1.6 论文章节安排
• 第2章 舰船大气激光通信系统组成及关键部件
• 2.1 引言
• 2.2 系统基本框架
• 2.3 激光光源子系统
• 2.3.1 大气窗口及激光器选择
• 2.3.2 激光安全性
• 2.3.3 光源类型
• 2.4 光学天线子系统
• 2.4.1 半导体激光器的发散角
• 2.4.2 光学天线
• 2.4.3 光束准直
• 2.4.4 光学滤波器
• 2.5 光电接收子系统
• 2.5.1 背景辐射与背景噪声
• 2.5.2 光电探测
• 2.6 调制器和调制方式
• 2.7 本章小结
• 第3章 海上大气特性分析及信道建模
• 3.1 引言
• 3.2 海上大气的组成以及影响
• 3.3 大气衰减
• 3.3.1 大气吸收
• 3.3.2 大气散射
• 3.4 大气湍流
• 3.4.1 柯尔莫哥洛夫（Kolmogorov）大气湍流理论
• 3.4.2 湍流对通信信道的影响
• 3.5 大气激光传输信道模型
• 3.5.1 接收机本机噪声分析
• 3.5.2 背景辐射
• 3.5.3 大气衰减信道
• 3.5.4 大气湍流信道模型
• 3.6 信道仿真
• 3.7 自适应光学技术
• 3.8 本章小结
• 第4章 舰船大气激光通信系统的设计与研究
• 4.1 系统整体方案
• 4.2 发射系统
• 4.2.1 工作波长的选择
• 4.2.2 发射方式的选择
• 4.2.3 收发一体模块
• 4.2.4 发射系统各部分的具体参数
• 4.3 接收系统
• 4.3.1 接收方式的选择
• 4.3.2 接收系统各部分的具体参数
• 4.4 系统功率预算
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢