湍流特征光学测试对比 被引量：8

1

作者 景文博 赵思 +2 位作者 付强 王晓曼 姜会林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期805-811,共7页

在10℃～230℃温差下,对大气相干长度r0分别采用夏克-哈特曼的到达角起伏法、差分像运动法、波面法三种测量法和四象限探测器进行了测试和对比;对折射率结构常量Cn2及闪烁功率谱分别采用夏克-哈特曼和光电倍增管进行对比.实验结果表明:... 在10℃～230℃温差下,对大气相干长度r0分别采用夏克-哈特曼的到达角起伏法、差分像运动法、波面法三种测量法和四象限探测器进行了测试和对比;对折射率结构常量Cn2及闪烁功率谱分别采用夏克-哈特曼和光电倍增管进行对比.实验结果表明:对于r0,在强湍流时四象限探测器比夏克-哈特曼的稳定性明显降低,且对夏克-哈特曼三种方法,差分像运动法可克服设备抖动等问题,但引入了方向上不一致的问题,波面法可有效避免该问题;对于Cn2,夏克-哈特曼比光电倍增管测量更稳定,拟合相关系数高达0.96;对于闪烁功率谱,由于噪音影响,在200℃时夏克-哈特曼比光电倍增管测得的最大频率高15Hz;最后,通过对夏克-哈特曼子孔径的闪烁功率谱分析得出,若同一子孔径入射光强不在CCD响应的线性区间时无法准确测量闪烁功率谱,否则可通过不同子孔径可完成湍流均匀性的测量.这将为湍流池提供最优的测试方法及理论依据. 展开更多

关键词 湍流模拟池 光学测试 夏克-哈特曼 闪烁功率谱 到达角起伏 光强闪烁

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大气信道激光通信系统光束偏振特性 被引量：7

2

作者 陶宗慧 刘唯奇 +4 位作者 陈亚楠 倪小龙 娄岩 刘显著 姜会林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期481-488,共8页

不同偏振特性光束受大气影响特性不尽相同,合理选取最优偏振态光束作为激光通信系统光源,可大大降低通信系统受大气湍流的影响。研究不同初始偏振态激光光束在大气中传输的光强闪烁效应,给出偏振态激光光束经大气传输后闪烁因子的表达... 不同偏振特性光束受大气影响特性不尽相同,合理选取最优偏振态光束作为激光通信系统光源,可大大降低通信系统受大气湍流的影响。研究不同初始偏振态激光光束在大气中传输的光强闪烁效应,给出偏振态激光光束经大气传输后闪烁因子的表达式。设计并制作多参数高精度可控激光光源,并采用大气湍流模拟装置来模拟大气湍流,对不同初始偏振态激光光束在大气湍流中传输的光强闪烁效应进行实验研究。结果表明:当偏振角θ取值范围为45°≤θ<90°时,光束经过大气湍流传输后的闪烁因子随着θ的增大而减小;当0°<θ≤45°时,光束经过大气湍流传输后的闪烁因子随着θ的减小而减小;左旋圆偏振和右旋圆偏振激光光束的光强闪烁因子随湍流强度的变化趋势基本相同;与线偏振激光光束相比,左旋偏振光和右旋偏振光在相同的大气湍流强度下其光强闪烁因子均小于任何偏振角度的线偏振光;通过对激光通信系统的偏振态进行优化,可以有效抑制大气湍流对激光通信系统的影响,降低接收端光强起伏,降低激光通信系统误码率,有效提高激光通信系统性能。 展开更多

关键词 大气信道 激光通信 偏振态 大气湍流 光强闪烁 偏振优化

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基于Shack-Hartmann波前传感器的湍流大气光闪烁测量 被引量：6

3

作者 苑克娥 朱文越 +3 位作者 饶瑞中 黄印博 马晓珊 钱仙妹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z2期436-439,共4页

根据CCD探测器的输出信号在动态测量范围内与入射光通量成线性的特点,提出了将Shack-Hartmann波前传感器用于湍流大气光闪烁效应测量的方法,并在1 km的水平湍流大气传输路径上开展了光强闪烁的初步测量。结果表明,测量的光强起伏方差随... 根据CCD探测器的输出信号在动态测量范围内与入射光通量成线性的特点,提出了将Shack-Hartmann波前传感器用于湍流大气光闪烁效应测量的方法,并在1 km的水平湍流大气传输路径上开展了光强闪烁的初步测量。结果表明,测量的光强起伏方差随时间的变化基本符合近地面湍流起伏特征,在统计光强起伏过程中采用了将时间和空间序列的数据相融合的方法,大大增加了统计样本数;将传感器与大口径闪烁仪测量的折射率结构常数进行了对比,发现两者在变化趋势上具有较好的一致性,相关系数达到0.84;最后,通过不同子孔径内光强起伏的功率谱分析,进一步证明了Shack-Hartmann传感器用于光闪烁效应测量的可靠性。 展开更多

关键词 大气湍流 Shack-Hartmann波前传感器 光强闪烁 功率谱

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M分布星地激光通信链路相干正交频分复用系统误码性能研究 被引量：6

4

作者 王怡 王亚萍 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期179-187,共9页

为了缓解大气湍流对星地激光通信系统性能的影响,基于M分布大气信道模型,在星地激光通信上行链路和下行链路中提出了一种多载波相干正交频分复用(OFDM)调制系统,推导了星地激光通信上行链路和下行链路相干OFDM调制系统误码率的闭合表达... 为了缓解大气湍流对星地激光通信系统性能的影响,基于M分布大气信道模型,在星地激光通信上行链路和下行链路中提出了一种多载波相干正交频分复用(OFDM)调制系统,推导了星地激光通信上行链路和下行链路相干OFDM调制系统误码率的闭合表达式。在弱大气湍流和强大气湍流下,分别研究了天顶角、接收孔径、信噪比、最佳束散角以及最佳发射半径与系统误码率的关系,并与二进制相干差分相移键控(DPSK)调制进行比较。理论和仿真对比结果表明,星地激光通信系统中采用相干OFDM调制系统的误码性能优于相干DPSK调制系统。 展开更多

关键词 星地激光通信 M分布 正交频分复用 光强闪烁 光束漂移 到达角起伏

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基于复合相位屏的光传输多孔径接收特性研究

5

作者 杨亚欣 姚海峰 +4 位作者 刘智 臧景峰 赵建彤 田少乾 曹钟予 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第5期1085-1094,共10页

多孔径接收技术可以有效抑制无线激光通信中的光强闪烁,然而接收孔径的直径、间距以及个数对于改善无线激光通信性能的作用规律目前还尚不清晰完备。因此,提出一种基于复合相位屏的光传输方法,并对多孔径接收特性进行了研究。首先,将功... 多孔径接收技术可以有效抑制无线激光通信中的光强闪烁,然而接收孔径的直径、间距以及个数对于改善无线激光通信性能的作用规律目前还尚不清晰完备。因此,提出一种基于复合相位屏的光传输方法,并对多孔径接收特性进行了研究。首先,将功率谱反演法和zernike倾斜方法相结合以生成复合相位屏,并构建了光传输多孔径接收的数学模型;然后,改变接收孔径的直径、间距以及个数,统计接收端光强闪烁的变化情况;最后,在不同的大气折射率结构常数、光波波长、传输距离的实际光传输场景下,分析了多孔径接收光强闪烁的变化规律。结果表明,当大气折射率结构常数从2.231 3×10^(-16) m^(-2/3)减小至1.5 81 2×10^(-17) m^(-2/3),5个孔径直径为0.2 m,孔径间距为0.4 m的接收孔径的光强闪烁从0.2032减小到0.0524;当光波波长由532 nm变为1550 nm,5个孔径直径为0.14 m,孔径间距为0.4 m的接收孔径的光强闪烁从0.2696减小到0.1982;当传播距离从7×10^(3) m增大到7×10^(5) m,5个孔径直径为0.2 m,孔径间距为0.4m的接收孔径的光强闪烁从0.0043增大到0.3239,该项研究总结了无线激光通信的多孔径接收特性的规律。 展开更多

关键词 激光通信 相位屏 多孔径接收 光强闪烁

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机载激光通信链路的传输信道及性能分析 被引量：3

6

作者 周海军 秦杰 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第4期633-638,共6页

对于机载激光通信的传输信道,分析了大气信道中的衰减、光强闪烁、光束漂移及气动光学效应等复合效应,并推导了接收光束尺寸、链路中断概率和误码率等传输性能。仿真分析表明:一方面,接收光束尺寸受光束漂移及气动光学效应的影响而增大... 对于机载激光通信的传输信道,分析了大气信道中的衰减、光强闪烁、光束漂移及气动光学效应等复合效应,并推导了接收光束尺寸、链路中断概率和误码率等传输性能。仿真分析表明:一方面,接收光束尺寸受光束漂移及气动光学效应的影响而增大,且在低空条件下的光束尺寸主要受到大气湍流的影响而导致其大于高空条件的;另一方面,长距离的机载激光通信链路需考虑光束漂移的影响,并可通过优化发射光束大小进行抑制。 展开更多

关键词 机载激光通信 大气湍流 光强闪烁 光束漂移 气动光学

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基于深空探测器下行信号的太阳风观测及通信链路的影响综述 被引量：2

7

作者 唐云秋 孔德庆 《天文研究与技术》 CSCD 2015年第3期355-363,共9页

在上合期间,日冕和太阳风严重影响深空通信链路。论述了非均匀太阳风对深空通信的影响,综述了基于深空探测器下行信号的太阳风观测,以及通过反演技术进行太阳风和日冕特性研究的国内外进展。以我国的深空探测为背景,提出一套基于探测器... 在上合期间,日冕和太阳风严重影响深空通信链路。论述了非均匀太阳风对深空通信的影响,综述了基于深空探测器下行信号的太阳风观测,以及通过反演技术进行太阳风和日冕特性研究的国内外进展。以我国的深空探测为背景,提出一套基于探测器下行信号的太阳风观测方案,并可利用现有探测器进行预先观测研究。在我国深空探测任务开始后,在数据通信和测轨的同时,进行全过程的观测实验。 展开更多

关键词 太阳风 深空通信 强度闪烁 相位闪烁

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光强闪烁对空间激光授时抖动的影响 被引量：2

8

作者 刘航 卢麟 +2 位作者 朱勇 吴传信 张宝富 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期176-182,共7页

基于多相位屏原理并利用功率谱反演法,建立了光强闪烁对脉冲到达时刻抖动的影响模型,仿真研究了不同接收孔径和不同传输距离条件下脉冲到达时刻抖动的变化规律。仿真结果表明:在孔径接收条件下,脉冲到达时刻抖动呈正偏态分布;采用大孔... 基于多相位屏原理并利用功率谱反演法,建立了光强闪烁对脉冲到达时刻抖动的影响模型,仿真研究了不同接收孔径和不同传输距离条件下脉冲到达时刻抖动的变化规律。仿真结果表明:在孔径接收条件下,脉冲到达时刻抖动呈正偏态分布;采用大孔径接收天线可有效抑制脉冲到达时刻的抖动;与近地端相比,传输距离的变化对远地端脉冲到达时刻抖动的影响较小。搭建了大气湍流引起的脉冲到达时刻抖动的实验平台,采集了经过湍流信道传播的秒脉冲波形,利用门限检测法确定了脉冲到达时刻。实验结果表明,脉冲到达时刻抖动分布与理论分析结果相符。 展开更多

关键词 大气光学 空间激光授时 大气湍流 光强闪烁 脉冲到达时刻抖动

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高空湍流影响下航空激光传输性能分析 被引量：2

9

作者 赵静 赵尚弘 +3 位作者 李勇军 赵卫虎 刘韵 李轩 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期663-668,共6页

采用"Clear 1"折射率起伏湍流模型对高空大气湍流进行描述,通过仿真建立了高空湍流信道气动光学效应影响模型,分析了光斑尺寸与飞行高度、激光波长、传输距离的关系;研究了gamma-gamma大气湍流信道下光强闪烁因子随接收孔径... 采用"Clear 1"折射率起伏湍流模型对高空大气湍流进行描述,通过仿真建立了高空湍流信道气动光学效应影响模型,分析了光斑尺寸与飞行高度、激光波长、传输距离的关系;研究了gamma-gamma大气湍流信道下光强闪烁因子随接收孔径尺寸、飞行参数的变化特征。结果表明:(1)光斑尺寸受气动光学影响而增大,低空传输条件下光斑尺寸大于高空;(2)光斑尺寸随波长增加而增大;在相同条件下,波长为800 nm激光的光斑尺寸受气动光学影响最大;(3)闪烁指数仅与接收孔径大小有关,并随着传输距离的增大而逐渐增加,当闪烁指数超过1,其增加幅度降低并逐渐达到最大值。 展开更多

关键词 航空激光通信 大气湍流 气动光学 光强闪烁

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高斯光束下的Gamma-Gamma分布模型研究

10

作者 刘敏 刘锡国 +1 位作者 王红星 俞臻铮 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2014年第1期35-40,共6页

Gamma-Gamma模型是目前无线光通信中常用的光强闪烁模型。针对其参数模型较为复杂,各种近似模型的使用无参考依据的问题,在高斯光束下,通过仿真计算的方法,分别研究了波形条件、孔径尺寸、传输距离、内外尺度、湍流强度以及波长六方面... Gamma-Gamma模型是目前无线光通信中常用的光强闪烁模型。针对其参数模型较为复杂,各种近似模型的使用无参考依据的问题,在高斯光束下,通过仿真计算的方法,分别研究了波形条件、孔径尺寸、传输距离、内外尺度、湍流强度以及波长六方面因素对Gamma-Gamma模型的影响情况。结果表明:波形条件、孔径直径、传输距离、湍流强度对其影响都是不可忽略的,而内外尺度、近红外波段波长的影响则可以忽略不计;同时,只要孔径直径与传输距离的比值保持不变,则Gamma-Gamma模型分布特性不变。这些结论可为实际应用中模型的简化和无线光通信设备参数的设置提供参考和依据。 展开更多

关键词 大气光学 光强闪烁 Gamma-Gamma模型 内尺度 外尺度 孔径直径 波长

原文传递

室外大气折射率结构常数实时测量研究

11

作者 陆泽辉 郭振锋 +5 位作者 孟森森 刘波 刘海锋 林炜 姚远 郭盟 《遥测遥控》 2022年第4期31-36,共6页

与传统的射频链路相比,自由空间光通信FSOC(Free Space Optical Communication)系统是对现有无线通信技术的有力补充,为了抑制大气湍流对信号光束带来的相位噪声和强度波动,有必要对通信信道状况进行实时监测。首先介绍了基于光斑质心... 与传统的射频链路相比,自由空间光通信FSOC(Free Space Optical Communication)系统是对现有无线通信技术的有力补充,为了抑制大气湍流对信号光束带来的相位噪声和强度波动,有必要对通信信道状况进行实时监测。首先介绍了基于光斑质心漂移的大气折射率结构常数测量方法,利用大口径接收靶面和窄带滤光片,结合实时图像处理算法,实现了大气折射率结构常数的全天候实时监测。将大气折射率结构常数和光强闪烁指数进行了比较分析,测量结果表明它们的包络之间具有很好的线性关系,进一步验证了实时测量系统的可靠性。 展开更多

关键词 光通信 折射率结构常数 实时监测 光强闪烁

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车联网可见光通信系统夜间背景光噪声模型 被引量：16

12

作者 柯熙政 秦欢欢 +2 位作者 杨尚君 吴加丽 潘希雅 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期986-990,共5页

车联网可见光通信不仅受大气湍流影响,同时受交通灯、路灯、汽车前后灯和高亮度广告牌等背景光干扰,传统的光强闪烁模型不能准确描述.文中针对车联网可见光通信系统信道特性进行了分析,提出了一种采用双高斯函数叠加表示的夜间车联网可... 车联网可见光通信不仅受大气湍流影响,同时受交通灯、路灯、汽车前后灯和高亮度广告牌等背景光干扰,传统的光强闪烁模型不能准确描述.文中针对车联网可见光通信系统信道特性进行了分析,提出了一种采用双高斯函数叠加表示的夜间车联网可见光通信系统的背景光噪声模型,通过不同地区和不同天气下的实测数据采用该模型进行数值拟合,以验证该模型的有效性.结果表明,雨天的概率密度分布与晴天的概率密度分布没有明显的区别,且路灯光强起伏要小于其他光源产生的光强起伏.该模型对于车联网可见光信道模型建立以及噪声去除具有一定的研究意义. 展开更多

关键词 可见光通信 大气湍流 光强闪烁 背景光噪声模型 概率密度分布

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超连续谱激光在湍流大气中传输特性的数值仿真研究 被引量：6

13

作者 李雅倩 朱文越 钱仙妹 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期111-119,共9页

采用多层相位屏的数值仿真方法,综合考虑大气衰减效应和湍流效应,研究了不同湍流强度和不同源相干度条件下超连续谱激光的光束扩展、光斑漂移以及闪烁特性,并对比分析了超连续谱激光传输与单色激光传输特性的差异.结果表明:湍流越强或... 采用多层相位屏的数值仿真方法,综合考虑大气衰减效应和湍流效应,研究了不同湍流强度和不同源相干度条件下超连续谱激光的光束扩展、光斑漂移以及闪烁特性,并对比分析了超连续谱激光传输与单色激光传输特性的差异.结果表明:湍流越强或源相干度越好,超连续谱激光的相对光束扩展越严重;湍流愈强,光斑漂移愈严重,但不同源相干度的超连续谱激光的质心漂移方差几乎相等;降低超连续谱激光的源相干度可以在一定程度上减弱光强起伏的闪烁效应,并降低闪烁指数对离轴距离的依赖性;与单色激光相比,湍流对超连续谱激光的光束扩展以及闪烁效应影响较弱,而质心漂移效应两者差异不明显.单色激光大气传输的数值仿真结果与理论解析结果基本吻合,在一定程度上说明了数值仿真过程的可靠性.该研究不仅提出了一种获得超连续谱激光大气传输特性规律的有效仿真手段,而且为超连续谱激光传输的工程应用提供参考. 展开更多

关键词 超连续谱激光传输 数值仿真 光斑漂移 光束扩展 大气湍流 光强闪烁指数

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12.7 km水平信道空间激光通信闪烁抑制 被引量：5

14

作者 李滨宇 冯悦姝 +2 位作者 滕云杰 江伦 佟首峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期545-554,共10页

大气湍流引起的光强闪烁效应会导致信噪比下降,严重影响自由空间光通信的正常工作。空间分集技术能够有效克服这种影响,为抑制12.7 km城市水平信道大气湍流光强闪烁,设计了空间分集接收发射系统,并对分集接收的最大比合并、等增益合并... 大气湍流引起的光强闪烁效应会导致信噪比下降,严重影响自由空间光通信的正常工作。空间分集技术能够有效克服这种影响,为抑制12.7 km城市水平信道大气湍流光强闪烁,设计了空间分集接收发射系统,并对分集接收的最大比合并、等增益合并和选择合并方案的抑制效果进行了对比,结果表明等增益合并方案工程实现简单,抑制效果明显,相比于单路信号闪烁指数可降低至40.1%。最后,根据全天闪烁指数变化反演了大气折射率结构常数变化,与PAMELA模型的模拟结果对比,趋势相符。研究结果对提高自由空间光通信质量有着重要意义。 展开更多

关键词 自由空间光通信 光强闪烁 空间分集技术 湍流抑制 分集合并

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艾里光束的光强闪烁研究 被引量：4

15

作者 王加安 王馨兰 +2 位作者 郭林炀 车英 尹鹏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期239-246,共8页

基于Rytov方法并采用von-Karman模型对艾里光束的光强闪烁进行了分析。根据接收器接收面上光强度分布不均匀的现象,提出了艾里光束的面光强闪烁模型,推导了艾里光束在大气湍流中的面光强闪烁的表达式。数值仿真结果表明:当光束宽度一定... 基于Rytov方法并采用von-Karman模型对艾里光束的光强闪烁进行了分析。根据接收器接收面上光强度分布不均匀的现象,提出了艾里光束的面光强闪烁模型,推导了艾里光束在大气湍流中的面光强闪烁的表达式。数值仿真结果表明:当光束宽度一定时,相同光束传播距离下指数截断因子越小,光强闪烁越小;当传播距离为3km、指数截断因子为0.2时,艾里光束的宽度约为1.6cm,光强闪烁最小。此外,光源强度和接收光强相同时,将艾里光束与高斯光束进行了对比,发现艾里光束的光强闪烁小于高斯光束的光强闪烁。 展开更多

关键词 大气光学 大气湍流 艾里光束 光强闪烁 von-Karman模型

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激光远场大气稳定传输的光场调控技术研究 被引量：1

16

作者 侯瑞鹏 孟凡斌 +1 位作者 杨凯 朱云晨 《光电技术应用》 2023年第3期22-29,35,共9页

大部分激光器产生的激光为相干光束,在理想环境下,激光到达远场后其相干特性与出射时保持一致,且光强分布均匀,但由于大气环境中湍流的存在,激光到达远场后发生相互干涉,产生振幅起伏,即光强闪烁现象。文中主要从多个角度分析该现象形... 大部分激光器产生的激光为相干光束,在理想环境下,激光到达远场后其相干特性与出射时保持一致,且光强分布均匀,但由于大气环境中湍流的存在,激光到达远场后发生相互干涉,产生振幅起伏,即光强闪烁现象。文中主要从多个角度分析该现象形成的原因,并主要从相位、偏振态两个方面出发,提出相应的解决措施,并完成验证实验。实验结果表明,所提出的解决措施可实现较好的分布效果;又从理论方面提出了光源光束整形措施,提升激光远场光斑分布的性能;最后结合实际应用,分析了高空相对于地面大气湍流的区别,以及激光传输角度对激光远场传输的影响。从实际应用方面,涵盖针对激光远场大气传输能量稳定性的多项解决方案,用于指导启发同领域内相关技术的攻关,具体问题可根据文中原理内容提出具体实现方式。 展开更多

关键词 激光远场大气传输能量稳定性 激光远场光斑分布 大气湍流 光强闪烁现象

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两种大气相干长度测量方法对比分析 被引量：1

17

作者 李志朝 宗飞 +1 位作者 徐云岫 强希文 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第B12期15-19,共5页

大气相干长度是大气光学研究领域中定量描述大气湍流介质的重要参量之一。分别介绍了大气相干长度的光强闪烁法和差分像运动测量法，并利用边界层闪烁仪和大气相干长度仪同时间同地点测量了戈壁某地近地面一公里传输路径上的大气相干长... 大气相干长度是大气光学研究领域中定量描述大气湍流介质的重要参量之一。分别介绍了大气相干长度的光强闪烁法和差分像运动测量法，并利用边界层闪烁仪和大气相干长度仪同时间同地点测量了戈壁某地近地面一公里传输路径上的大气相干长度，通过实验观测对比发现利用闪烁法测量的结果比利差分像运动法测量大气相干长度的值略小，但其量级和时间变化趋势基本一致。 展开更多

关键词 大气光学 大气相干长度 光强闪烁 差分像运动测量

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12GHz电波的强度闪烁观测和结果分析 被引量：1

18

作者 余少华 姚博文 李焕矩 《电子科学学刊》 CSCD 1991年第5期528-531,共4页

本文利用自行研制的数据采集和处理系统发展了一种以跟踪太阳的方式研究低仰角晴空大气湍流引起的12GHz电波强度闪烁的方法,克服了对卫星信标的依赖性。从1989年1月至4月进行了观测,得出了一些有价值的统计结果。

关键词 电波传播 电波闪烁 观测 大气湍流

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新型节能灯频闪的研究 被引量：1

19

作者 陈晓波 陈金铠 杨文琴 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第3期155-156,共2页

在选通工作方式下,OMA-Ⅲ可用于研究随时间快速度化的各种信号的详细细节情况,本文介绍在稀土荧光灯频闪研究上的应用。照明灯具的频闪问题一直是影响照明质量的一个问题。

关键词 光学分析仪 荧光灯 频闪 OMA-Ⅲ

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