【摘 要】
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激光在大气中传输时,因受到大气分子以及气溶胶粒子的吸收、散射等影响而发生衰减。不同的天气现象会对激光的传输产生不同的影响,特别是在雾环境下激光的传输会受到严重影响。本文围绕激光在大气中的传输衰减特性展开了研究,为分析激光的传输衰减系数,搭建了激光的传输衰减实验系统。分析比较通过实验数据计算得到的衰减系数与经典模型的衰减系数,并计算两者的均方根误差,对经典模型在西安地区的适用性进行了分析。具体研究内
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激光在大气中传输时,因受到大气分子以及气溶胶粒子的吸收、散射等影响而发生衰减。不同的天气现象会对激光的传输产生不同的影响,特别是在雾环境下激光的传输会受到严重影响。本文围绕激光在大气中的传输衰减特性展开了研究,为分析激光的传输衰减系数,搭建了激光的传输衰减实验系统。分析比较通过实验数据计算得到的衰减系数与经典模型的衰减系数,并计算两者的均方根误差,对经典模型在西安地区的适用性进行了分析。具体研究内容如下:（1）利用米氏散射理论,仿真分析了不同波长的激光在雾粒子中的衰减特性。介绍了常用的激光衰减模型,仿真分析了不同模型在不同能见度的雾环境下的衰减系数。（2）根据理论分析,搭建波长为650nm的激光传输衰减实验测量系统,首先建立短距离激光链路,对激光在通信距离为80m和340m时的衰减系数进行测量计算,分析比较不同能见度的雾环境下的衰减系数的变化;其次建立长距离激光链路,对激光在通信距离为2500m时的衰减系数进行测量计算;采用最小二乘法将衰减系数进行拟合,分析对比拟合曲线与模型仿真曲线。（3）分析比较由实验数据计算得到的衰减系数与经典模型的衰减系数,通过计算两者的均方根误差,对模型的适用性进行分析,得出结论:激光波长为650nm的情况下,通信距离为80m时,Kruse模型与Kim模型的衰减系数比较符合西安地区的激光衰减特性;通信距离为340m时,Ij az模型的衰减系数更符合西安地区的激光衰减特性;而通信距离为2500m时,Kim模型的衰减系数更符合西安地区的激光衰减特性。本文研究结论为西安地区无线光通信系统在雾环境下的衰减系数分析提供了参考依据。
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