吴琰 1,2,3,4梅海平 1,3戴聪明 1,3赵凤美 1,2,3魏合理 1,2,3,*
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院，安徽 合肥 230026
3 安徽省先进激光技术实验室，安徽 合肥 230037
4 淮南师范学院电子工程学院，安徽 淮南 232038
在指数韦伯湍流信道和Nakagami-m衰弱信道条件下，研究了基于选择合并技术的混合自由空间光/射频（FSO/RF）通信系统的性能。在考虑指向性误差的情况下，推导了基于副载波调制和强度调制/直接检测方案的选择合并混合FSO/RF通信系统的平均误码率和中断概率，并利用Meijer-G函数和扩展广义双变量Meijer-G函数得到其表达式。在不同副载波调制方式、湍流强度、指向性误差和RF信道衰弱参数m的情况下，分析了混合FSO/RF通信系统和FSO系统的误码率和中断概率。仿真结果表明，基于相干二进制相移键控副载波调制技术的混合FSO/RF通信系统性能明显优于其他三种调制技术；相比FSO系统，混合FSO/RF通信系统的性能更好。
光通信 混合通信系统 指数韦伯湍流信道 Nakagami-m衰弱信道 平均误码率 中断概率 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1706005
1 淮南师范学院电子工程学院, 安徽 淮南 232038
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026
4 安徽省先进激光技术实验室, 安徽 合肥 230037
在Málaga湍流信道和Nakagami-m衰弱信道条件下,对基于选择合并技术的混合自由空间光/射频(FSO/RF)通信系统性能进行研究。在考虑指向性误差的情况下,推导了采用副载波调制和强度调制直接检测方案的混合FSO/RF系统的平均误码率和中断概率表达式,并利用Meijer G函数和扩展广义双变量Meijer G函数获得其闭合解。在不同的副载波调制方式、湍流强度、指向性误差及RF信道衰弱参数情况下,分别分析混合FSO/RF系统和单FSO系统的误码率和中断概率。仿真结果表明,相比单FSO系统,混合FSO/RF通信系统能有效提升通信系统性能。
大气光学 混合自由空间光/射频通信系统 Málaga湍流信道 Nakagami-m衰弱信道 平均误码率 中断概率 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0101002
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室，安徽 合肥 230031
2 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 2300373
3 中国科学技术大学 研究生院科学岛分院，安徽 合肥 230026
4 安徽理工大学 电气与信息工程学院，安徽 淮南 232001
采用HITRAN2016数据库，研制了新的大气分子吸收系数数据库，应用于更新的第二版通用辐射大气传输软件CART2。增加了光谱分辨率为0.1 cm?1的CART2P1程序模块。相对于CART1.0，大气分子吸收考虑了更多的分子弱谱线的吸收，扩展了计算波段。计算结果与LBLRTM和MODTRAN5对比表明，CART2能够精确地模拟大气分子的吸收；计算结果与地基实际测量的红外高分辨率太阳光谱吻合的非常好。具备0.1 cm?1光谱分辨率的CART2计算的大气透过率和环境背景辐射可以分辨出分立的大气分子吸收谱线，能够在中高光谱分辨率的光学工程和有些激光工程的大气传输计算中得到应用。
红外与激光工程
2020, 49(7): 20201024
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学 研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230031
3 安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南 232001
4 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230022
机载红外高分辨率干涉光谱仪(HIS)是遥感大气信息的大气红外背景辐射测量装置。基于HIS红外高光谱大气数据, 对大气温度和主要大气吸收气体进行了敏感性分析; 并通过引入信息容量的概念, 利用一维变分方法, 对HIS测量装置遥感探测大气参数的能力进行评估, 定量描述了HIS测量的红外光谱反演大气温度和水汽的信息容量、自由度和垂直分辨率等信息, 其中温度、水汽的信息容量分别为49.5、25.2; 自由度分别为10.5、5.6, 温度的平均垂直分辨率为2.2 km, 水汽的垂直分辨率为2 km; 讨论了HIS的反演精度与仪器测量误差之间的关系, 获取了大气温湿廓线的最小可探测精度。
机载 红外高分辨率光谱 大气参数 信息容量 探测精度 airborne infrared high-resolution spectral atmospheric parameter information content detecting accuracy 红外与激光工程
2019, 48(11): 1104004
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学 研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026
卷云大气的红外辐射特性是空间光电探测系统的重要背景辐射源。基于2.7 μm和4.3 μm波段的卷云粒子散射特性参数, 建立了卷云大气辐射传输模型。在MODIS实测卷云和大气参数条件下, 仿真计算得到大气层顶的红外辐射图像。各像元辐亮度的统计结果显示: 在2.7 μm带的平均辐亮度为1.832e-2±3.024e-2 W/(m2·sr), 卷云像元平均辐亮度比晴空像元强433倍; 各像元在4.3 μm带的平均辐亮度为3.027e-2±2.99e-3 W/(m2·sr), 像元最大辐亮度是最小值的2.37倍。
卷云 吸收带 红外辐射 晴空大气 cirrus absorption band infrared radiance clear-sky atmosphere MODIS MODIS 红外与激光工程
2018, 47(12): 1204003
1 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 北京环境特性研究所 光学辐射重点实验室, 北京 100854
卷云反射率是天气、气候和地球能量平衡研究中关注的重要参数。卷云反射率的快速算法在遥感反演卷云特性参数中具有重要应用。依据卷云反射率随卷云光学厚度、有效尺度、太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角等参数的变化, 利用离散坐标法(Discrete Ordinate Radiative Transfer method, DISORT)计算卷云反射率, 预先建立卷云反射率随相关参数变化的快速查找表, 以此建立了卷云反射率的快速算法。将MODIS卫星探测的卷云光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角等因素作为输入参数, 计算得到了卷云反射率, 比较了计算的卷云反射率和MODIS实际测量的卷云反射率值, 相关系数达到0.94, 平均偏差小于18.5%, 说明了卷云快速算法计算合理可行。
卷云 反射率 计算 cirrus cloud reflectance calculation MODIS MODIS 红外与激光工程
2018, 47(9): 0917006
