Ｍｅａｓｕｒｅｍ ｅｎｔ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｔｍ ｏｓｐｈｅｒｉｃ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｌｅｎｇｔｈ ｎｅａｒ ｓｅａ ｓｕｒｆａｃｅ
ＧＯＮＧ Ｊｉａｒｏｎｇ ，ＬＩＵ Ｍ ｉｎ ，Ｗ ＡＮ Ｇ Ｈｏｎｇｘｉｎｇ ，ＹＡＮＧ Ｆａｎ ，ＫＡＮＧ Ｊｉａｆａｎｇ ，ＬＩＢｉｆｅｎｇ
收 稿 日期 ：２０１８—０３—１３。 基 金 项 目 ：山东 省 自然 科 学 基 金 （ｚＲ２０１３ＦＱ０ｌ０）资 助 ；山东 省 “泰 山 学 者 ”建 设 工 程 专 项 经 费 （ｔｓ２００８１３３０）资 助 。 作 者 简 介 ：龚 家 荣 （１９９３一），男 ，硕 士 ，主 要 从 无 线 相 干光 通 信 及 混 频 效 率 研 究 。
ｔｉｏｎ ｎｅａｒ ｓｅａ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｓｕｐｐｏａ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｆ ｒｅｅ ｓｐａｃｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓ ｐａ—
ｐｅｒ ｈａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒ ｉｃ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｌｅｎｇｔｈ ｎｅａｒ ｓｅａ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ Ｙａｎｔａｉ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｔ’Ｓ ｒｅｇｕ—
⑩ 堙 谤矗 书 ２０１８年第９期
基础 美 国军 队寒冷 地 区源自程研 究实 验室 和大气 科 学 实验 室 分别 长 期 观测 了博 福 特海 面 、白沙 导 弹靶 场 图 拉 罗萨 盆 地和 新 墨西 哥州 的湍 流情 况 ．给 出 了大 气 折
射率 结 构常 数 的变 化量 级 范 围在 １０ ｓ ｌ０ ｚ，并 表 现 出季 节 性特 征 ：各 地 的转 换 时刻都 很 明显 。而 国 内 的测 量 工作 多 针 对 内陆城 市 ．对 沿海 的测 量较 少 ．且 缺乏 长 期连 续测 量［１－４］ 针对 该 问题 ，本 文 基 于大 Ｉ：１径 闪烁 仪 近 一年 的 观测 数据 ．测 算 烟 台近 海 面 的水 平 大 气 相 干长 度 ，从 频数 统计 、Ｅｌ变 化 特 征 和 月 变化 特 征 深入 分析 烟 台近海 面大 气相 干长度 的变化 规 律 。
义中芟心 １＝Ｉ
弱 鳃 固 值
近海面大气相 干长度 的测算与分析
龚家荣 ，刘 敏 ，王 红星 ，杨 凡 ，康 家方 ，李笔锋
（１．海 军航 空大 学 。山东 烟 台 ２６４０００；２．中 国人 民解 放军 ９２７６８部队 ）
摘要：为 了丰富我 国近海无线光通信 大气信道参数测试数据 ，完善对 大气相干长度规律 的分析 ，从 而为 近海无线光通信 系统设计提供参考和依据 基 于大 口径闪烁仪近一年 的大气折射率结构常数实测教据 ， 测算了烟 台近海面的大气相干长度；深入分析 了其频数 、Ｅｌ变化和月变化规律 。结果表 明：烟台近海面的 大气相干长度总体上处于中等湍流水平；１、２、９、１ ０月的平均 日变化曲线近似“人”字型，清晨转换时刻 不明显；３、４、５、６、７、８月的平均 Ｅ ｌ变化 曲线近似“Ｍ”字型，清晨和傍晚转换时刻都明显 。 关 键词 ：无线 光通信 ；大气相 干长度 ；近 海 面；转换 时刻 中图分 类号 ：ＴＮ２１５ 文献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１００２—５５６１（２０１８）０９—００４４．０３ ＤＯＩ：１０．１３９２１￣．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ００２—５５６１．２０１８．０９．０１３
的重要 参 数 。由于 光波 在 大气 中传 播 受 湍 流影 响 ．相 干 性受 到破 坏 ，无 法 高 效混 频 ，致 探测 灵 敏 度下 降 ，相 干 光 通信 质 量会 显 著下 降 。因此 ，研 究 大气 相 干 长度 变 化 规 律 是 无 线 相 干 光 通 信 技术 发 展 和应 用 的重 要
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ａｎ ” ，
ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｔｉｍｅ ｉｎ ｅａｒｌｙ ｍｏｒｎｉｎｇ ｉｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ．Ｗ ｈｉｌｅ ｔｈｅ ｖａｒ ｉａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｆ ｒｏｍ Ｍ ａｒｃｈ ｔｏ Ａｕｇｕｓｔ
ａｒｅ ｌｉｋｅ”Ｍ ”，ａ ｎ ｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｔｉｍ ｅ ｉｎ ｅａｒｌｙ ｍ ｏｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｅｖｅｎｉｎｇ ｉｓ ｏｂｖｉｏｕｓ．
（１．Ｎａｖａｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６４０００，Ｃｈｉｎａ；２．９２７６８ ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｒｉｃｈｉｎｇ ｔｈｅ ａｔｍ ｏｓｐｈｅｒ ｉｃ ｃｈａｎｎｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｔｅｓｔ ｄａｔａ ｏｆ ｆｒｅｅ ｓｐａｃｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａ—
ｌａｒｉｔｙ ｆｒｏｍ ｆ ｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｔｉｓｔｉｃ，ｄａｉｌｙ ｖａｒ ｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｎｔｈｌｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｎｅａｒｌｙ－ｏｎｅ—ｙｅａｒ ｄａｔａ ｏｆｅｒｅｄ ｂｙ ａ
ｌａｒｇｅ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｓｃｉｎｔｉＵｏｍｅｔｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａｔｍ ｏｓｐｈｅｒｉｃ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｙａｎｔａｉ ｒｅｖｅａｌ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ａｔ ｍ ｅｄｉｕｍ ｌｅｖｅ１．Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ Ｊａｎｕａｒｙ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ａｎｄ Ｏｃｔｏｂｅｒ ａｒｅ ｌｉｋｅ”ｈｕ—
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆ ｒｅｅ ｓｐａｃｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｌｅｎｇｔｈ；ｎｅａｒ ｓｅａ ｓｕｒｆａｃｅ；ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
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０引言 大 气 相 干 长 度 是 表 征 大 气 湍 流 扰 动 对 光 波 影 响