过去几年,自由空间光通信 (FSO) 已成为射频通信的可行替代方案。它提供了一种有前途的高速点对点通信解决方案。然而,大气吸收、散射和湍流会显著降低无线光通信,从而降低设备效率。由于上述大气原因导致的信号衰减是影响设备效率的另一个主要因素。观察到大气湍流条件被实施到不同的 FSO 系统模型中,例如单输入单输出 (SISO)、多输入多输出 (MIMO)、波分复用 MIMO (WDM-MIMO) 和出于各种原因使用 Gamma-Gamma 模型的提议模型双多输入多输出 (DMIMO)。使用 OptiSystem 7.0 软件进行模拟,以研究各种天气条件(晴天、霾天和雾天)如何影响信道的性能。模拟结果表明,为 FSO 系统实施双多输入多输出 (DMIMO) 技术可为各种范围提供高质量因数,同时仍在接收器端实现准确的传输数据。在晴空、霾和雾等大气湍流条件下,信号功率水平、质量因数和链路距离范围的性能改善已得到证实。
自由空间光通信 (FSO) 作为一种有前途的技术,正受到越来越多的关注,以克服日益拥挤的无线市场的带宽短缺问题。目前,射频 (RF) 技术难以应对日益增长的高带宽数据需求。此外,随着用户数量的增加,RF 频谱变得如此拥挤,以至于几乎没有空间提供新的无线服务,此外,使用 RF 频段的带宽限制有限,并且必须为此类频段支付许可费,这还带来了额外的不便。FSO 通信与其他替代方案相比具有明显的优势,例如更窄、更安全的波束、几乎无限的带宽以及对使用光频率和带宽没有监管政策。此外,在太空领域,由于与 RF 相比,FSO 技术的质量和功率要求较低,因此对卫星通信系统来说,FSO 技术正变得越来越有吸引力。基于 FSO 技术部署无线链路的主要缺点是光波在湍流大气中传播时会受到扰动。会产生许多影响,其中最明显的是信号承载激光束辐照度(强度)的随机波动,这种现象称为闪烁,由闪烁指数 (SI) 量化。FSO 链路中随机辐照度波动的统计分析是通过概率密度函数 (PDF) 进行的,从中可以获得其他统计工具来测量链路性能,例如衰落概率和误码率 (BER)。如今,辐照度数据最广泛的模型是 Lognormal (LN) 和 Gamma-Gamma (GG) 分布。尽管这两种模型在大多数情况下都符合实际数据,但它们都无法在所有大气湍流条件下拟合有限接收孔径尺寸的辐照度数据,即在存在孔径平均的情况下。此外,在某些情况下,LN 或 GG 模型似乎都无法准确拟合辐照度数据,特别是在 PDF 的左尾。本文介绍的工作致力于提出一种新的模型,用于在存在孔径平均的情况下,大气湍流下的 FSO 链路中的辐照度波动;从而得到指数威布尔 (EW) 分布。在这里,使用半启发式方法来找到一组将 EW 参数直接与 SI 相关联的方程。经过测试,这些表达式可以很好地拟合辐照度数据的实际 PDF。提供了新模型出现的物理依据,以及弱到强湍流状态下的大量测试场景(包括数值模拟和实验数据),以评估其在 PDF 和衰减概率方面对辐照度数据进行建模的适用性。此外,
摘要:机载合成孔径雷达(Airborne Synthetic Aperture Radar,Airborne SAR)利用机载定位定向系统(POS)获取的飞行器飞行参数以及飞行器与目标的相对位置信息,对重点目标及区域进行精确定位。飞行过程中,飞行器会因为大气湍流等原因偏离理想飞行路径,导致计算结果与实际目标位置出现偏差。为了提高目标定位精度,需要研究飞行器运动误差对目标定位误差的影响。本文从线性距离-多普勒算法(RDA)的角度探讨了单视机载SAR的定位精度,并在多视机载SAR定位模型的基础上,推导了多视机载SAR定位误差传递模型。在此基础上,详细分析了影响两种定位方法定位精度的主要因素,定量揭示了多视角机载SAR定位方法较单视角机载SAR定位方法提高目标定位精度的机理,解决了多视角机载SAR优化定位的航向规划问题。研究成果可为定位误差影响因素分析及机载SAR定位误差校正提供理论支撑。
摘要:本研究对战术无人机进行了文献检索。首先,它被归类为无人机。文中提到了 ZANKA-III 的特性,它是一种高度自主、被动和主动变形、空气动力学完美的战术无人机 (TUAV) ZANKA-III,由 TUBITAK 的 1001 Ardeb 计划 115M603 提供支持,并提到它们具有优于其他战术无人机的特性。文中不仅简要提到了物理特性,还简要提到了自动驾驶仪系统结构、使用的优化方法以及通过机体执行方程的状态空间模型。为此,考虑了埃尔吉耶斯大学航空航天学院模型飞机实验室生产的 TUAV 的纵向和横向动力学建模,以获得模拟环境。我们生产的 TUAV 被称为 ZANKA-III,重量为 50 公斤,航程约为 3000 公里,续航时间约为 28 小时,飞行高度约为 12500 米。冯-卡门湍流模型用于在纵向和横向模拟环境中模拟飞行过程中的大气湍流。一种称为同时扰动随机近似的随机优化方法。关键词:战术无人机 (TUAV)、状态空间模型、优化
1)基于地球的天文学:随着分段镜的出现,望远镜技术的范式发生了变化(Keck,1993),这似乎使非常大的望远镜可扩展到无限,尤其是适应性光学的成功,尤其是由于大气湍流而造成的blur show doce night> doce show a doce show> <[Gilmozzi]。几个项目将在这十年中看到第一光:TMT(TMT(30 m的主镜M1)和E-ELT(M1直径最初预见到42 m,最近降低至39 m),图1。请注意,允许良好图像质量的波前误差仅与观察到的波长有关(λ /14),从而使比率ε=精度 /大小明显小于任何现有项目。这些结构的大小使它们对外部干扰越来越敏感,例如由于地球旋转和风而引起的重力矢量的变化;这需要具有较大带宽的控制系统,与固有频率降低和轻度阻尼相冲突。量表效应分析[preumont]表明,这些复杂的光学机能系统的行为受到控制结构相互作用的威胁,控制结构相互作用迄今为止微不足道或至少无法控制[Aubrun]。
一系列飞行试验展示出一种测量空对地倾斜路径上路径分辨光学湍流量(如 C 2 n)的新方法。本文介绍了数据采集试验,试验涉及两束激光束在 8 公里倾斜路径上在一个轨道空中平台和一个静止地面终端之间传播。地面和飞行中的测量数据同时收集,并使用差分倾斜方差 (DDTV) 技术计算 C 2 n 剖面。本文介绍了 DDTV 技术,该技术能够对湍流强度进行路径分辨测量,从而得到 C 2 n 剖面。得到的湍流剖面揭示了最靠近飞机的统计数据中被认为是来自飞机边界层的气动光学污染。因此,气动光学环境的污染可以相对于其余大气传播路径进行量化。最后,本文介绍了将测量的大气湍流剖面与最先进的大气模型进行比较的分析。这些分析超越了 C 2 n 比较,并展示了测量与建模在关键定向能系统传播参数方面的比较,例如格林伍德频率、相干直径、里托夫数、等晕角、泰勒频率、开环抖动和开环斯特列尔比。在空对地和地对空定向能系统的背景下分析了斜路径湍流。
自由空间光学 (FSO) 系统是支持下一代无线系统及更高版本的高数据速率要求的有希望的候选系统 [1]。具体而言,与光纤链路相比,FSO 系统的部署速度更快、成本更低,同时与射频 (RF) 系统相比,能够以更低的成本和更轻的设备重量提供几 Gbps 的数据速率 [2],[3]。此外,由于 FSO 系统采用窄激光束,因此本质上是安全且无干扰的。这些特性使 FSO 系统成为卫星、无人机/气球和地面通信(特别是无线前传和回传)的有吸引力的选择 [1]–[3]。尽管 FSO 系统具有上述优势,但它们也面临着一些挑战,例如易受大气湍流影响、指向误差以及恶劣天气条件下的高衰减。过去几年,人们已经开发出适当的对策来克服这些挑战,包括多输入多输出 (MIMO) FSO 系统和混合 RF/FSO 系统 [2]。然而,这些技术无法克服发射器 (Tx) 和接收器 (Rx) 之间视线 (LoS) 链路的要求,这是 FSO 系统的一个根本性持续限制。目前,解决此问题的唯一可行方法是部署光中继节点。然而,这种中继节点价格昂贵且不方便,因为它们需要大量额外的硬件部署。另一方面,对于 RF 通信系统,智能反射面
摘要:ZHAW 航空中心开发并实施了一种综合了气象和地形对飞机安全范围影响的新型能源管理系统概念。在研究和教学模拟器 (ReDSim) 中构建了相应的飞行模拟环境,以测试驾驶舱显示系统的首次实施。与一组飞行员进行了一系列飞行员在环飞行模拟。通用航空飞机模型 Piper PA-28 经过修改以用于研究。ReDSim 中的环境模型经过修改,包括一个新的临时子系统,用于模拟大气扰动。为了在 ReDsim 中生成高分辨率风场,在概念研究中使用了一种成熟的大涡模拟模型,即并行大涡模拟 (PALM) 框架,重点研究了瑞士萨梅丹附近的一个小山区。为了更真实地表示特定的气象情况,PALM 由从 MeteoSwiss 的 COSMO-1 再分析中提取的边界条件驱动。从 PALM 输出中提取基本变量(风分量、温度和压力),并在插值后输入子系统,以获得任何时刻和任何飞机位置的值。在这个子系统中,还可以基于广泛使用的 Dryden 湍流模型生成统计大气湍流。本文比较了两种产生大气湍流的方法,即结合数值方法和统计模型,并介绍了飞行测试程序,重点强调了湍流的真实性;然后介绍了实验结果,包括通过收集飞行员对湍流特性和湍流/任务组合的反馈而获得的统计评估。
摘要:ZHAW 航空中心开发并实施了一种综合气象和地形对飞机安全范围影响的新型能源管理系统概念。在研究和教学模拟器 (ReDSim) 中构建了相应的飞行模拟环境,以测试驾驶舱显示系统的首次实施。与一组飞行员进行了一系列飞行员在环飞行模拟。通用航空飞机模型 Piper PA-28 经过修改以用于研究。ReDSim 中的环境模型经过修改,包括一个新的临时子系统,用于模拟大气扰动。为了在 ReDsim 中生成高分辨率风场,在概念研究中使用了一种成熟的大涡模拟模型,即并行大涡模拟 (PALM) 框架,重点研究了瑞士萨梅丹附近的一个小山区。为了更真实地表示特定的气象情况,PALM 由从 MeteoSwiss 的 COSMO-1 再分析中提取的边界条件驱动。从 PALM 输出中提取基本变量(风分量、温度和压力),并在插值后输入子系统,以获得任何时刻和任何飞机位置的值。在这个子系统中,还可以基于广泛使用的 Dryden 湍流模型生成统计大气湍流。本文比较了两种产生大气湍流的方法,即结合数值方法和统计模型,并介绍了飞行测试程序,重点强调了湍流的真实性;然后介绍了实验结果,包括通过收集飞行员对湍流特性和湍流/任务组合的反馈而获得的统计评估。
摘要 — 近年来,自由空间光 (FSO) 通信因其独特的特点而变得非常重要:带宽大、免许可频谱、数据速率高、部署简便快捷、功耗低、质量要求低。FSO 通信使用近红外 (IR) 波段的光载波在地球大气层内建立地面链路、卫星间/深空链路或地对星/星对地链路。它还可用于遥感、射电天文学、军事、灾难恢复、最后一英里接入、无线蜂窝网络回程等。然而,尽管 FSO 通信潜力巨大,但其性能受到大气信道的不利影响(即吸收、散射和湍流)的限制。在这三种影响中,大气湍流是一个主要挑战,它可能导致系统的误码率 (BER) 性能严重下降,并使通信链路不可行。本文全面介绍了 FSO 通信系统在地对星/星对地和星间链路中面临的各种挑战。它还提供了各种性能缓解技术的详细信息,以实现高链路可用性和可靠性。本文的第一部分将重点介绍对地对星/星对地和星间链路光通信系统性能构成严重挑战的各种类型的损伤。本文的后半部分将为读者提供对物理层以及其他层(链路、网络或传输层)的各种技术的详尽回顾,以对抗大气的不利影响。本文还独特地介绍了一种最近开发的技术,该技术利用轨道角动量,在天基和近地光通信链路中利用光载波的高容量优势。本调查为读者提供了有关使用天基光回程链路的全面详细信息,以提供高容量和低成本的回程解决方案。