资源描述：
《影响光学发射天线增益的各因素分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第22卷第1期光电技术应用Vol.22,No.12007年2月ELECTRO-OPTICTECHNOLOGYAPPLICATIONFebruary.2007文章编号:1673-1255(2007)01-0011-03影响光学发射天线增益的各因素分析王瑞(西安财经学院信息学院,陕西西安710061)摘要:在大气激光通信中,光学发射天线的孔径、波长、通信距离是影响光学发射天线增益的因素.通过数值仿真计算研究分析了光学发射天线的孔径等不同因素与光学发射天线增益的关系.关键词:大气激光通信;光学发射天线;增益+中图分类号:TN8
2、20.17文献标识码:AAnalysisoftheParametersInfluencingOpticalEmittingAntennaGainWANGRui(SchoolofInformation,Xi.anUniversityofFinanceandEconomics,Xi.an710061,China)Abstract:Inatmospherelasercommunication,therelationsbetweentheopticalemittingantennaapertureandbasicparamete
3、rs(wavelength,communicationdistance),whichinfluencetheopticalemittingantennagain,areanalyzedintheory.Thenumericalsolutionisgottenbynumericalsimulationandtherelationsofinfluenceofpa-rametersontheopticalemittingantennagainareanalyzed.Keywords:atmospherelasercommuni
4、cation;opticalemittingantenna;gain在大气激光通信中,发射端光学系统的任务是将当使用发射天线进行发射时,若发射天线在接光源发出的激光信号准直、扩束并以极强的方向在大收方向上的增益为Ga,发射的瞬时功率仍为P[2]气中向特定的空间发射.发射端光学系统主要由准直(t),则接收天线接收到的瞬时功率Pr(t)为:光学系统、光学发射天线系统组成.因此,光学发射天GAP(t)Pr(t)=GaPcr(t)=2Ar(2)线作为大气激光通信系统的重要组成部分,它的性能4P&实际上,用激光进行大气激光通信时,
5、由发射天的优劣直接影响到通信的可靠性,而光学发射天线的线发射出的光束为高斯光束,而发射天线实际上就增益则对大气激光通信的功率起着非常大的作用.本是一个激光束的扩束系统.若接收天线处高斯信号文主要通过数值仿真计算研究了光学发射天线的孔径光束的光斑半径为X(z),为简化推导起见,不妨设等不同因素与光学发射天线增益的关系,并分析了这在半径为w(z)的光束截面内光能量分布是均匀些不同因素的选取对其增益的影响.[1]的,光束外能量为零,则有:P(t)1各因素与光学发射天线增益的关系Pr(t)=2Ar(3)PX(z)而对于高斯光束,
6、有:大气激光通信中的发射光源是一个点光源,且X(z)=Xd0[1+(Z/f)2]1/2(4)与接收天线相距为Z,发射的瞬时功率为P(t),接式中,共焦参数f=PXd20/K,Xd0为发射天线发出的(即收天线的接收面积为Ar,对于大气信道,接收天线扩束后)高斯光束的腰斑半径,K为光波的波长[3].[1]上接收到的瞬时功率Pcr(t)为:PZ22因此,Ga=4(Xd0)(2422)(5)P(t)KPX0d/K+ZPcr(t)=2Ar(1)4P&对于发射天线系统(即激光扩束系统),若主镜收稿日期:2006-02-23作者简介:
7、王瑞(1978-),女,陕西西安人,硕士研究生,研究方向为大气激光通信系统.12光电技术应用第22卷L1(长焦距透镜)的横向半径为a、焦距为f1,副镜[4]L2(短焦距透镜)的横向半径为b、焦距为f2,如图12数值计算与分析所示,入射光束的腰斑半径为X0,入射到L2上的光束半径为X(l),而出射光束腰斑半径如前所述为(1)当发射光波波长K一定时,通信距离Z不Xd0,发射天线的扩束倍率Mc为:同的情况下,发射天线增益Ga与发射天线的半径a之间的关系.Xd0X(l)Mc==M(6)X0X0当发射光波的波长K为0.65Lm时,
8、不同通信式中,M=f1/f2.为了确保能量的全部发射,应有:距离Z情况下,发射天线的增益Ga与发射天线的bX(l);半径a之间的关系曲线,如图2所示.设半径a分别aMb.(7)为0.01,0.015,0.02,0.025m的发射天线的增益式(7)一般取等号,即总是能保证能量全部发射的最Ga分别为Ga1,Ga2,G
