弱海洋湍流中高斯光束的到达角起伏特性

TN929; 海洋湍流引起的到达角(AOA)起伏是影响水下通信和成像系统性能的关键因素.基于通用的海洋湍流光功率谱(OTOPS),文章采用适用于弱湍流条件的 Rytov近似方法推导出高斯光束的波结构函数(WSF)以及 AOA 起伏方差的全区间解析解,并就上述物理量及空间相干半径(SCR)在大间距(ρ?η,其中,ρ为间距,η为Kolmogorov微尺度)和小间距(ρ?η)渐近区间内的近似解进行了讨论.数值结果表明,当ρ?η时,现有结果在菲涅尔比Λ0= 1 附近存在较大偏差.在此基础上还分析了 AOA起伏方差与ρ/η的关系.在渐近区间ρ?η内,AOA起伏方差几乎不变;当处于区间ρ≈η时,AOA起伏方差急剧减小;当处于渐近区间ρ?η时,AOA起伏方差的下降速度变得逐渐平缓.文章推导得到的结果更加准确并且适用范围更广,利用这些结果可以更好地研究高斯光束在弱海洋湍流中的传播特性.