中国不同地区降雨中光强衰减与方差特性研究.pdfVIP

西安理工大学学报 JournalofXi’anUniversityofTechnology(2O16)Vo1．32No．1 DOI：10．19322／j．cnki．issn．1006—4710．2016．01．001 中国不同地区降雨中光强衰减与方差特性研究 解孟其，柯熙政 (西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048) 摘要 ：本文为研 究雨中激光信号均值及 方差与降雨率变化 关系，首先通过 MIE模型计算 了不同波 长粒子直径与散射参数的关系。然后分别计算 了各种雨滴谱下光的相干场与非相干场的光强衰 减，代入 中国不同地区雨滴谱与 Marshall—Palmer分布进行对比，计算不 同雨滴谱下的单位距 离光 强衰减 ，再引入雨滴速度导 出散射光强频谱计算散射场强方差。结果表 明雨中激光信号方差随降 雨率的增大先增大后减小，且与光强衰减具有一定相关性。最后 ，代入实测数据对模型进行验证 ， 结果指 出Marshall-Palmer分布模型与实测数据较为吻合。 关键词 ：MIE散射 ；雨滴分布；光强衰减 ；光强起伏 中图分类号：TN929．12 文献标志码：A 文章编号：1006—4710(2O16)01—0001—06 Researchon lightintensityattenuationandvariancecharacteristics inrainofdifferentregionsinChina XIEM engqi．KE Xizheng (SchoolofAutomationandInformationEngineering，Xi’allUniversityofTechnology，Xi’an710048，China) Abstract：Thispaperconductsastudyoftherelationship betweenthereceivedlaserintensityand therainprecipitations．FirsttheMIEmodelisusedtocalculatetherelationshipbetweenparticle sizesandscatterparameters．Thenthereceivedlaserattenuationincludingbothcoherentfieldand non—coherentfieldiScalculated．Inthosecalculationresults，M arshall—Palmerdistributioniscom— paredwithDropSizeDistributionsofdifferentregionsinChina．Andthespectrum ofscatterlight iSderivedwiththevelocityofraindrops．ItiSfoundthatasprecipitationincreases，thevariance increasesfirst，andthendecreases．Anditalsorelatestotheattenuation．ThemodeliSverified byusingmeasureddata，withresultsindicatingthattheMarshall-Palmerdistributionfitsthese data． Keywords：MIE theory；dropsizedistribution；intensityattenuation；intensityfluctuation 近年来随着无线光 (FreeSpaceOptics，FSO) SizeDistribution，DSD)则 因雨势 、地域不 同而不 通信的发展，星地、空地以及地地之间的FSO通信 同_l5]。Al—Gailani等人对热带降雨环境下可见光 的 系统逐渐实用化_l】]，制约FSO通信的因素也逐渐凸 衰减进行 了