中国激光, 2014, 41 (s1): s113002, 网络出版: 2014-07-03  

大气湍流尺度对角反射器回波闪烁指数的影响

Influences of the Atmospheric Turbulent Scales on the Scintillation Index of Reflector Echo
作者单位
1 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原030024
2 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
3 中国石油大学理学院物理与光电工程系, 山东 青岛 266580
摘要
卫星上的角反射器在空间探测、跟踪目标时不可避免要受到大气湍流的影响,湍流效应会使光强产生明显的起伏,即光强闪烁,严重影响探测信号的质量。为了探索大气湍流的内外尺度对闪烁效应的影响,基于随高度变化的ITU-R大气折射率结构常数模型,应用受内、外尺度影响的湍流折射率起伏功率谱,对激光从发射机到角反射器和从角反射器到接收机双斜程路径回波的闪烁指数进行了研究,推导了反射器回波闪烁指数与菲涅耳率的变化关系。数值计算结果表明:在弱湍流区,湍流内尺度对回波闪烁指数的影响大于外尺度;在强湍流区时,随着外尺度的增大,回波的闪烁指数也在增加,且大于内尺度对闪烁指数的影响。
Abstract
Corner reflectors on satellites are inevitably subjected to the influence of atmospheric turbulences in space explorations and tracking targets. Turbulence effects produce significant intensity fluctuations, seriously affecting the quality of the detected signal. In order to study the influences of atmospheric turbulent inner and outer scales on the scintillation index, researches about the corner reflector echo scintillation index from the transmitter to the reflector and from the reflector to the transmitter are carried on based on the ITU-R atmospheric structure constant model which is dependent on the altitude, while considering the influences of inner and outer scales. Numerical calculation results indicate that in the weak turbulence zone, inner scale turbulence scintillation indexes of the echo effects are greater than the outer scale; in the strong turbulence zone, with the outer scale increases, the echo scintillation index also increases, and it is larger than the inner scale.

韦宏艳, 程玲, 蔡冬梅, 马琳, 韩国霞, 张洪建. 大气湍流尺度对角反射器回波闪烁指数的影响[J]. 中国激光, 2014, 41(s1): s113002. Wei Hongyan, Cheng Ling, Cai Dongmei, Ma Lin, Han Guoxia, Zhang Hongjian. Influences of the Atmospheric Turbulent Scales on the Scintillation Index of Reflector Echo[J]. Chinese Journal of Lasers, 2014, 41(s1): s113002.

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