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由于雨、雪等介质运动的结果,无线激光通信接收端的副载波信号会发生多普勒频移和频谱展宽,这会影响信号的解调,尤其是高阶调制信号的解调。再者,当光在运动介质中传输时,运动介质会对光的传输特性造成影响。 本文分析运动介质的频谱及其对光传输特性的影响,主要工作如下: 1.基于运动散射元时间相关微分散射截面的频谱函数,数值计算了降雨和降雪的多普勒频移和频谱展宽特性,并利用实测数据对其进行了实验验证。 2.基于光在运动介质中的传输理论,以火星表面的大气运动为例,数值计算了光在运动介质中传输时,介质的介电常数、磁导率、折射率,光的频率、波长、波速、能量密度随着光传播方向和介质运动方向之间夹角的变化关系;数值计算了光在运动介质中传输时,光传播方向的改变。 结果表明: 1.多普勒频移频移量的大小与雨滴、雪花下落的速度成正比,与入射光波长成反比,光传播的倾角越大,频移量越大,雨滴、雪花下落的速度起伏越大,频谱展宽效应越严重。 2.介质和光的部分固有属性会随着光传播方向和介质运动方向之间夹角的变化而变化,与介质静止时相比较会存在偏差,且介质运动的速度越大,其差值越大。光在运动介质中传播时,光的传播方向几乎不发生变化。