申请/专利权人：桂林电子科技大学

申请日：2019-10-28

公开（公告）日：2020-01-07

公开（公告）号：CN110661568A

主分类号：H04B10/07(20130101)

分类号：H04B10/07(20130101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.04.15#授权;2020.02.04#实质审查的生效;2020.01.07#公开

摘要：本发明公开一种水下到达激光信号3dB强度光斑半径的计算方法，通过建立水下激光信号传输过程的MC仿真平台，在给定信道条件下，统计接收平面上到达光子的坐标信息和功率值信息，便以此为依据进行光子二维分布情况统计，由此得到到达激光信号的光斑。本发明能够为海洋激光通信系统中光学接收镜头含接收镜头阵列的尺寸设计及其最优位置分布策略提供数据和技术参考。

主权项：1.水下到达激光信号3dB强度光斑半径的计算方法，其特征是，其具体包括步骤如下：步骤1、将激光通信系统发收天线的准直光轴视为z轴，以实际过程中光子到达平面即接收平面xOy建立xyz坐标系，并在给定信道条件下，基于MC仿真方法对海水中激光信号的传输过程进行仿真，以MC仿真过程中各个光子到达平面即统计平面x′O′y′建立x′y′z坐标系；步骤2、对于每个光子，在MC仿真过程中，记录该光子在光源处出的发射位置并记录该光子在运动过程中的每一次散射的到达坐标x′i,y′i,z′i及其对应的单位方向向量当该光子的每一次散射的散射步长li在光轴上投影的矢量之和即散射步长矢量和Lz大于等于传输距离Z0时，表明该光子到达统计平面x′O′y′；步骤3、基于步骤2所记录的仿真结果，计算每个光子到达接收平面xOy的到达坐标xM,yM,Z0，其中： 式中，为光子的发射位置，为光子第i次散射的单位方向向量，为光子到达统计平面x′O′y′的单位方向向量，li为第i次散射的散射步长，Lz为散射步长矢量和，Z0传输距离，i＝1,2,…，M，M为光子到达接收平面时所经历的散射次数；步骤4、计算每个光子到达接收平面xOy的功率值ω，其中：ω＝ω0uM式中，ω0为光子发射时所携带的功率值，u＝KsλKattλ为反照率，Ksλ为散射系数，Kattλ为衰减系数；M为光子到达接收平面时所经历的散射次数；步骤5、将接收平面xOy的几何中心与激光通信系统发收天线的准直光轴重合，并将接收平面xOy分割成N×N个正方形的面积微元，其中N为能被2整除的正整数；步骤6、基于MC仿真过程所得到的每个光子到达接收平面xOy的到达坐标xM,yM,Z0和功率值ω，统计每个面积微元内所有光子的功率值RIntyl,m，并将所有面积微元内所有光子的功率值RIntyl,m进行累加后得到激光信号到达接收平面上的总功率值Rtotal；其中l,m＝-N2,1-N2,…,N2-1,N2；步骤7、以接收平面xOy的几何中心为原点，以当前迭代半径r3dBk作圆，并统计圆内所有光子的功率值之和RIntyk；其中r3dBk＝2RPDN×k式中，2RPD为接收平面xOy的边长，k为迭代次数，k＝1,2，…，且k≤N2；步骤8、求解满足10lg[RIntykRtotal]≥-3的最小k值，则当前迭代半径r3dBk即为所求的水下到达激光信号3dB强度光斑半径。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 桂林电子科技大学 水下到达激光信号3dB强度光斑半径的计算方法

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