Дослідження впливу статистичних характеристик частково когерентних променів при їх використанні в оптичних системах зв'язку
Вантажиться...
Дата
2012
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Звіт по НДР: - 3 розділи, 148 сторінок, 50 ілюстрацій, 1 таблиця, 71 джерело.
Метою роботи є знаходження методів зменшення сцинтиляцій сигналу на приймачі при здійсненні зв’язку за допомогою лазерного променя, який розповсюджується в атмосфері. Неоднорідності коефіцієнту заломлення, що пов’язані з завжди існуючою турбулентністю атмосфери, зумовлюють фрагментацію світлового поля в площині прийму та відхилення променя від початкового напрямку. Вказані фактори зумовлюють велику ймовірність похибок при декодуванні сигналу та є головними перешкодами дальнього високошвидкісного оптичного зв’язку. Фундаментальні дослідження, проведені у роботі, спрямовані на розробку методів компенсації негативних наслідків турбулентності середовища для створення теоретичної бази оптичних каналів передачі інформації зі швидкістю ~1 Гбіт/с на відстань до 20-25 км, аналогів яких на даний час не існує.
Предметом дослідження є: просторово-часові характеристики хвильового та фазового фронту частково когерентного променя (ЧКП), а також статистичні характеристики ЧКП при взаємодії пучків з неоднорідностями показника заломлення атмосфери; методи зменшення флуктуацій інтенсивності (сцинтиляцій), що фіксуються на приймачі оптичного каналу зв’язку; методика розширення техніки зменшення сцинтиляцій в лініях атмосферного оптичного зв’язку до Гбіт-ного діапазону; технологія організації стійкого високошвидкісного оптичного зв’язку на великі відстані в режимі сильної турбулентності атмосфери.
Проведено аналіз причин нестійкості оптичного атмосферного зв’язку. На базі проведених чисельних експериментів запропоновано методи покращення статистичних характеристик лазерного променя в турбулентній
атмосфері та зроблено висновки щодо дієвості запропонованих методів зменшення сцинтиляцій сигналу на виході атмосферної оптичної високошвидкісної лінії зв’язку при організації передачі даних на великі дистанції в умовах слабкої та сильної турбулентності.
Встановлено, що задля зменшення індексу сцинтиляцій необхідно задовольнити виконання двох умов: компенсувати випадкові зміщення променя та забезпечити статистичну незалежність сигналів. Виконати ці умови можливо, якщо скористатись набором частково когерентних променів (ЧКП) з наперед вибраними кутами розповсюдження відносно осі , спрямованої точно на детектор. Запропоновано новітній метод використання в якості інструменту для передачі інформації комбінованого променя (гаусів промінь та промінь у вигляді оптичного вихору), який, за даними чисельних досліджень, здатен компенсувати випадкові зміщення променя в турбулентній атмосфері, а також нівелює потребу використання високочастотного фазового модулятора. z
Результати досліджень дозволяють створити теоретичну базу для реалізації оптичних каналів зв’язку з можливістю передачі до 1 Гбіт/сек на відстань до 20-25 км. Розроблено методику захисту від шумів та спектрального кодування оптичного каналу зв’язку.
Опис
Ключові слова
чисельне моделювання, частково когерентні промені, індекс сцинтиляцій, турбулентна атмосфера, оптичні канали зв'язку
Бібліографічний опис
Дослідження впливу статистичних характеристик частково когерентних променів при їх використанні в оптичних системах зв'язку : звіт про НДР (заключ.) / НТУУ "КПІ" ; кер. роб. Л. П. Гермаш. - К., 2012. - 148 л. + CD-ROM. - Д/б №2303-ф