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大气结构常数光学测试机理及试验研究
作 者: 贾玉光
导 师: 佟首峰
学 校: 长春理工大学
专 业: 仪器科学与技术
关键词: 大气湍流 差分像运动 透射式 相干长度
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要
在激光通讯领域中,大气湍流是考虑的重要因素之一,它影响着光波的相位和振幅,引起波前畸变、光强闪烁、质心漂移以及光斑破损等一系列的效应,严重影响了系统的性能。本文设计了一套利用差分法测量大气相干长度的测试仪。论文对大气湍流的特性和影响大气湍流参数进行了详细的论证,分析了比较了测量大气湍流参数的方法。介绍了系统的两种测量原理差分法和到达角起伏法,并对系统的技术指标和总体设计展开讨论,选取了系统的不同性能器件。用软件CODE V对系统像质进行光学仿真,得到DIMM系统成像质量好,分辨率高,各项指标均达到要求。另外,对透射式和反射式结构的优缺点进行比较分析,DIMM系统观测的星等是微光、大孔径的,因此选取了透射式结构。最后,在晴朗的天气下,对DIMM系统进行野外试验,连续16小时对目标星进行观测得到数据,根据数据绘制了大气相干长度曲线图,发现在一天中,中午时段大气相干长度最小,湍流最强。在一年中,冬季相干长度最长,湍流最弱,DIMM系统在测量大气相干长度方面具有可行性。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-6 目录 6-7 第一章 绪论 7-13 1.1 课题研究的目的及意义 7 1.2 国内外发展现状 7-13 第二章 大气湍流的统计理论 13-19 2.1 大气湍流的基本特征 13-14 2.2 折射率结构常数 14-15 2.3 折射率起伏湍流模型 15-16 2.4 Fresnel尺度 16 2.5 大气湍流参数的测量 16-19 第三章 差分运动传感器工作原理 19-23 3.1 相干长度测量方法比较 19-20 3.2 系统的工作原理 20-23 第四章 差分大气相干长度测量系统的技术指标分析 23-30 4.1 主要技术指标 23 4.2 差分大气相干长度测量系统的性能分析 23-27 4.3 系统的信噪比 27-30 第五章 差分大气相干长度测量系统的设计 30-50 5.1 差分大气相干长度测量系统组成及工作流程 30-31 5.2 光学分系统 31-34 5.3 光学像质仿真与评价 34-42 5.4 系统结构设计 42-43 5.5 伺服机构设计 43-45 5.6 成像与图像采集单元 45-47 5.7 软件设计与系统显示 47-50 第六章 差分大气相干长度测量系统现场测试与数据分析 50-54 6.1 测试设备与现场 50 6.2 数据结果与分析 50-54 第七章 总结与展望 54-55 7.1 总结 54 7.2 展望 54-55 致谢 55-56 参考文献 56-57
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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