[发明专利]一种面向无线激光通信的单层相位屏仿真方法

权利要求书

1.一种面向无线激光通信的单层相位屏仿真方法，其特征在于，包括步骤：

(1)采用功率谱反演法生成模拟大气湍流扰动的单层随机相位屏，产生的相位扰动为φ(x,y)；

(2)根据分布函数生成一个由跟瞄误差引起的随机误差角θ；由跟瞄误差引起的随机误差角θ看作方位和俯仰两个方向上的两个随机误差角θ_x和θ_y叠加形成，即θ_x和θ_y均服从零均值、等方差的高斯分布，它们的位置分布概率密度函数为：

其中，σ_x和σ_y分别表示θ_x和θ_y的标准差；

(3)将初始光场U₀(x,y,0)经傅里叶变换后传输0.36L的距离再乘以一个跟瞄误差引起的这段距离的相移因子H₁＝exp[-i2π(0.36θ_xLf_x+0.36θ_yLf_y)]，然后经傅里叶逆变换得到未被相位屏调制前的光场U₁(x,y,0.36L)；

(4)将大气湍流引起的相位扰动和光场U₁(x,y,0.36L)做乘性叠加得到经相位屏调制后的光场U₂(x,y,0.36L)；

U₂(x,y,0.36L)＝U₁(x,y,0.36L)×exp[iφ(x,y)]；

(5)将光场U₂(x,y,0.36L)经傅里叶变换后传输0.64L的距离再乘以一个跟瞄误差引起这段距离的相移因子H₂＝exp[-i2π(0.64θ_xLf_x+0.64θ_yLf_y)]，然后经傅里叶逆变换得到接收端的最终光场U(x,y,L)；

步骤(1)中的具体步骤为：选取Kolmogorov模型作为大气湍流模型，采用功率谱反演法并以分谐波的方式将高频和低频傅里叶级数结合得到准确的受大气湍流影响后的相位扰动表达式φ(x,y)：

其中表示零均值、单位方差的复杂高斯分布统计量，表示Kolmogorov功率谱密度函数，κ_x和κ_y表示空间波数，表示整段传输距离上的大气折射率结构常数。