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用两种方法获得有限高度斜程大气相干长度。一种方法用安置在测量铁塔上的温度脉动仪以及多普勒声雷达测量了大气边界层下部折射率结构常数廓线,用以计算有限高度球面波斜程大气相干长度;另一种方法用系留气球搭载一个点光源,在地面用差分光学系统接收球面波到达角起伏法测量了实时斜程大气相干长度。对实验结果进行了比较和分析,二者都反映了实际大气斜程相干长度的时间变化特点。两种方法结果的相关性比较好,因此两种方法都可以在大气光学传输研究中应用。最后在实验的基础上对湍流廓线计算球面波斜程大气相干长度作了讨论。 相似文献
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对流湍流池Fried相干长度的光学结构 总被引:4,自引:1,他引:3
利用不同的方法,测量并比较了用自适应光学补偿实验的对流湍流池的相干长度,给出到达角起伏谱和起伏方差的概率分布,结果表明,在对流湍流池中,光束的到达角起伏谱满足“-8/3”幂,由于相位起伏服从正态分布,因此到达角起伏的方差呈X^2分布,到达角起伏在水平和垂直方向上的谱完全一致表明了湍流池湍流的各向同性特征,相干长度与对流湍流池上下温差的实验结果,符合以往对流湍流池的流体力学和热力学相心关系。 相似文献
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湍流路径积分参量与湍流大气中光的传播效应 总被引:5,自引:1,他引:4
根据光波在湍流大气中传播的理论分析了弱起伏条件下决定光波传播效应的折射率结构常数C^2n的各种路径积分参量之间的关系,导出了由光波的强度起伏所确定的等效折射率结构常数对计算大气相干长度与光波的到达角起伏,光束的扩展及漂移的相对偏差的表达式。针对折射率结构常数C^2n具有周期性,递减,递增和随 相似文献
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在不同湍流内尺度情况下,对大气湍流引起的光波光强闪烁和到达角起伏的时间频谱特征进行了实验研究。由于实际大气湍流的复杂性和不可控性,利用大气湍流模拟箱来生成具有不同内尺度的大气湍流实验环境。利用位置敏感探测器对光波的光强闪烁和到达角起伏进行了同时测量,并反演得到了光传输路径上的湍流内尺度。实验结果显示:湍流内尺度为2.7~5.0 mm,对应同一湍流内尺度,闪烁频谱和到达角起伏频谱在高频段以相同的幂指数关系下降,幂指数的绝对值与湍流内尺度的大小呈线性关系,随着内尺度的增大,频谱指数变化区间逐渐向低频方向移动。 相似文献
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大气对流边界层光传输的实验室模拟 总被引:5,自引:1,他引:5
利用湍流池模拟大气对流边界层的光传输,同时测量了到达角起伏和光路上的温度脉动。结果表明,在混合层的上部,对数温度谱偏陡,和大气中的观测结果一致,到达角起伏谱也偏陡,但到达角起伏谱曲线反映了湍流在小尺度范围内具有各向同性的特征,此时利用温度脉动方法得到的折射率结构常数小。当边界层顶部逆温层消失,发展为完全对流状态时,温度谱幂率等于“-5/3”,到达角起伏谱害虫率等于“-8/3”,两种方法测量得到的折射率结构常数一致。 相似文献
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研究了部分相干高斯谢尔光束在大气湍流中的到达角起伏.主要采用湍流内外尺度的修正Von Karmon谱模型及广义惠更斯-菲涅尔原理和交叉谱密度函数推导出了部分相干光在大气湍流中的到达角起伏表达式.对比分析了湍流内外尺度、湍流强度、传输距离、源相干参数以及波长等参数对部分相干光在大气湍流水平路径上传输时的到达角起伏的影响.结果表明:随着传输距离的增加,到达角起伏越来越小;随着大气湍流内外尺度和源相干参数的增加,到达角起伏也越来越大;与部分相干光相比,完全相干光的到达角起伏受湍流影响很小;随着波长和湍流强度的减小,到达角起伏越来越小. 相似文献
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多光束发射对湍流效应下激光传输的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
大气湍流引起的光强起伏会导致大气闪烁、光束漂移、到达角起伏和波前畸变等效应.多光束发射技术是克服激光大气传输中光强起伏的有效途径之一.以单光束、双光束、四光束以及八光束发射为例,通过计算峰值光强、环围功率半径以及像散参数等光束质量参数,得到单光束和多光束大气传输的光强起伏特性.结果表明:随着光束数目的增加,峰值光强显著... 相似文献
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《Waves in Random and Complex Media》2013,23(2):262-277
We analyse the problem of the estimation of the angle of arrival in discrete random scattering media. Assuming incidence of a plane wave, we derive the performance of the determination of the angle of arrival in terms of beamwidth, which reflects the ability to resolve the angle of arrival from several directions. The minimum variance beamformer or Capon beamformer is applied. We demonstrate that in random scattering media the signal arriving at the receiving array shows correlation and is modelled as a Gaussian function, and this correlation deteriorates the ability to determine the angle of arrival. A matrix compensation is introduced to improve the performance by correcting the correlation. The main parameter in compensation is the correlation length. We investigate the effect of the correlation length on the angle of arrival. 相似文献
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In order to provide statistically reliable information of a wind energy site, accurate analysis on the atmospheric stability and climate characteristics in a certain area is a prerequisite. Two 2-D ultrasonic anemometers and one cup anemometer, located perpendicular to the prevailing wind direction, were used to measure the atmospheric wind environment at a height of 4.5 m in coastal region of the Wol–Ryong, Jeju, South Korea. The study is aiming to understand the atmospheric stability about a coastal region, and the effect of roughness length. We calculate the Monin–Obukhov length for division of atmospheric stability about unstable regime, neutral regime and stable regime. The distribution of diurnal Monin–Obukhov length is highly sporadic in the coastal region due to the effect of radiant heat from the surface or other environmental effects. In order to calculate the roughness length in coastal region, three different methods are applied in terms of the surface roughness, flow fluctuation and gust wind, which are called logarithmic profile, standard deviation and gust factor methods. In the study, the atmospheric stability was insignificant when applying these three methods. In the results, three different roughness length scales sufficiently showed the effect of obstacle and surface conditions around the measurement position. On the basis of an overall analysis of the short-term data measured in the Wol–Ryong area, Jeju Island, it is concluded that for the development of future wind energy resources, the Wol–Ryong site could be a good candidate for a future wind energy site. 相似文献
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大气湍流对光波传播的影响主要是由于大气随机起伏的湍流引起折射率的随机起伏,破坏了光波的相干性。研究传输问题就是研究湍流所造成的折射率随机变化的规律。主要利用HTP-2型温度脉动探空仪对大气折射率结构常数进行了实地探测及计算分析。通过对大量探空实验数据的统计分析,分别得出了合肥地区和北方干旱地区(0~30km)大气折射率结构常数在不同季节的白天和夜间的分布廓线和分布特性,对合肥地区和北方干旱地区的大气湍流结构特性有了比较清晰的认识,为大气光学传输工程的应用和理论计算提供了参考。 相似文献