书书书
第
36
卷
第
1
期
中
国
激
光
Vol.36
,
No.1
2009
年
1
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
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2009
文章编号:
02587025
(
2009
)
01014305
一种激光脉冲水下传输时域展宽模拟计算方法
周亚民
刘启忠
张晓晖
孙
健
(海军工程大学兵器工程系,湖北 武汉
430033
)
摘要
激光脉冲是目前水下无线光通信信号的主要形式,针对水下传输时由多重光 散射引 起 的激光 脉 冲时域 波 形
展宽问题,采用简单的小角度近似方法进行分析。将经典电子散射理论应用于光子散射研究,从
L.B.Stotts
模型
出发,通过选择合适的水体散射相函数,推导出激光脉冲波形表达式,模拟计算在一 定 水质条 件 下脉冲 传 输不同 距
离后的脉宽。模拟结果与实验测量数据吻合,并且在 较 长 距 离 时 的 精 度 优 于 传 统 模 拟 方 法,验 证 了 该 方 法 的 有 效
性
,为解决水下较长距离时激光通信码间串扰问题提供依据。
关键词
激光通信;时域展宽模拟;小角度近似;光散射
中图分类号
TN929.1
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
CJL20093601.0143
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收稿日期:
20080313
;收到修改稿日期:
20080610
基金项目:军队“十一五”预研项目。
作者简介:周亚民(
1984
—),男,硕士研究生,主要研究方向为水下激光通信。
Email
:
y
amin1023
@
163.com
导师简介:刘启忠(
1965
—),男,副教授,主要从事激光技术、红外技术研究。
Email
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p
ublic.wh.hb.cn
1
引
言
在水下无线光 通 信中,激 光 脉冲是 目 前通信 信
号的主要形式。而激光脉冲在水下传输时将发生严
重散射,其结果一方 面直接 导 致激光 束 在空间 上 的
扩散,另一方面散射 引起的 多 路径效 应 导致激 光 脉
冲时域展宽
,使信号波形发生变化
[
1
~
3
]
。
脉冲信号的时域展宽,给信号的正确检测带来
困难,对 水 下 激 光 通 信 效 果 将 产 生 严 重 影 响。 用
狆
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(
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)表示光 电 探 测 器 接 收 到 的 平 均 光 信 号 功 率,
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表示脉冲的时间
扩展宽度。则当
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很小时,脉 冲 能量集 中,信 噪 比
高,易于 检测 解调;当
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较大 时,脉 冲能 量 分散,信
号抗干扰能力差,并且当
Δ
狋
大到 一定 程度 时,将 产
生码间串扰
,加大信号检测的错误概率。
为分析激光脉冲水下传输时域展宽情况,本文
将
L.B.Stotts
[
4
]
小角度分析 模型 应用 于激 光脉 冲