無線激光通信融合了光纖通信與微波通信的優(yōu)點，但是完全相干激光束在大氣中傳輸易受大氣湍流的影響，限制了無線激光通信系統(tǒng)性能的進一步提高。部分相干光受大氣湍流影響小的優(yōu)勢彌補了相干光的不足，具有潛在的應(yīng)用前景。《無線光通信中的部分相干光傳輸理論》詳細介紹了完全相干光在大氣中傳輸?shù)耐牧餍?yīng)及研究部分相干光傳輸?shù)姆治龇椒āΣ糠窒喔晒庠谕牧鞔髿庵械钠裉匦浴⒚}沖光束及部分渦旋光束的傳輸特性進行了分析。最后在分析陣列光束在大氣湍流中傳輸理論的基礎(chǔ)上，對部分相干陣列光束在非Kolmogorov大氣湍流中的散斑特性進行了詳細的論述。
《無線光通信中的部分相干光傳輸理論》可作為高等院校通信、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)專業(yè)高年級本科生、研究生的教學(xué)用書，也可作為研究人員和工程技術(shù)人員的參考用書。
激光束在大氣湍流中傳輸?shù)睦碚搶τ诩す馔ㄐ拧⒓す鉁y距、航空測繪、衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域有著十分重要的意義。實際激光束存在部分相干情況，并且部分相干光通過湍流大氣傳輸時比完全相干光受湍流影響更小。本書將部分相干光傳輸理論引入無線光通信，以解決大氣湍流可能引起的激光功率衰減、脈沖展寬、強度起伏、光束漂移、到達角起伏以及光束擴展等問題，提高通信系統(tǒng)信噪比，減小起伏方差，降低系統(tǒng)誤碼率。
本書內(nèi)容分為三大部分。第一部分介紹完全相干光在大氣湍流中傳輸時的光強分布、光束擴展、光束漂移、光強閃爍和到達角起伏等湍流效應(yīng)，并分析部分相干光傳輸?shù)难芯糠椒ǎ◤V義惠更斯-菲涅耳原理、交叉譜密度函數(shù)及相位屏近似等，主要包括第1～5章。第1～4章分別介紹光強分布、光束擴展、光束漂移、光強閃爍和到達角起伏。第5章介紹逆向調(diào)制原理及角反射器回波光強特性。第二部分對部分相干光在湍流大氣中傳輸?shù)钠裉匦浴⑼牧鞒叨葘Σ糠窒喔晒鈧鬏數(shù)挠绊憽⒚}沖光束水平傳輸時的展寬及部分渦旋光束的傳輸特性進行介紹，包括第6～9章。第6章介紹大氣湍流中部分相干光束的偏振特性。第7章是大氣湍流尺度對部分相干光傳輸?shù)挠绊憽５?章和第9章分別是脈沖光束和部分渦旋光束在湍流大氣中的傳輸理論。第三部分包括第10～12章，分別介紹陣列光束在大氣湍流大氣中的傳輸理論，非Kolmogorov大氣湍流對徑向部分相干陣列的影響及部分相干光束的散斑特性。
本書是西安理工大學(xué)光電工程技術(shù)研究中心集體研究的成果，王婉婷、韓美苗、李亞青、王姣、張雅、張煥杰、王超珍、薛瑤等多位研究生參與了有關(guān)課題的研究，鄧?yán)蚓蠋煛⒚嘧印⑼跸膱颉㈥惷魃葏⑴c了本書的校正工作，對課題的研究亦有貢獻。此外，在撰寫本書的過程中參閱了大量文獻和資料，這里謹(jǐn)向所有作者致以崇高的敬意，他們的工作為我們帶來了啟迪和幫助。
本書的出版工作得到國家自然科學(xué)基金（面上）（61377080），江蘇省省級前瞻性研究專項資金（103-400221405），江蘇海虹電子有限公司（科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金子題103-400221446），江蘇省科技計劃項目（江蘇海虹電子有限公司子題103-425916013），北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所（103-441116010）等的資助，在此一并表示感謝。
前言
第1章 緒論
1．1 無線光通信與大氣湍流
1．2 大氣湍流效應(yīng)研究進展
1．3 大氣湍流及其效應(yīng)
1．3．1 湍流的形成
1．3．2 雷諾數(shù)
1．3．3 湍流的內(nèi)、外尺度
1．3．4 湍流的特性
1．3．5 大氣結(jié)構(gòu)常數(shù)
1．4 大氣湍流折射率起伏譜模型
1．4．1 光束擴展
1．4．2 光束漂移
1．4．3 光強閃爍
1．4．4 到達角起伏
1．4．5 大氣湍流模型
1．5 部分相干光
1．5．1 部分相干光的定義
1．5．2 空間-時間域
1．5．3 空間-頻率域
1．6 部分相干光的研究方法
1．6．1 廣義惠更斯-菲涅耳原理
1．6．2 交叉譜密度函數(shù)
1．7 大氣湍流中光傳輸?shù)姆治龇椒?br />
1．7．1 Rytov近似
1．7．2 Markov近似
1．8 部分相干GSM光束的產(chǎn)生
1．8．1 基模高斯光束和GSM光束的相干性
1．8．2 相位屏理論
1．8．3 隨機相位屏的生成及結(jié)果分析
1．8．4 實驗及其結(jié)果分析
參考文獻
第2章 光強分布與光束擴展
2．1 引言
2．2 光束在大氣湍流中傳輸
2．2．1 光束在大氣湍流中傳輸?shù)膸缀文Ｐ?br />
2．2．2 光束在大氣湍流中傳輸?shù)臄?shù)學(xué)模型
2．3 大氣湍流中光束傳輸數(shù)值分析
2．3．1 光強分布數(shù)值分析
2．3．2 光束擴展數(shù)值分析
參考文獻
第3章 光束漂移
3．1 引言
3．2 部分相干光束在大氣湍流中的光束漂移
3．3 水平傳輸?shù)墓馐婆c光束擴展
3．3．1 光束漂移
3．3．2 光束擴展半徑
3．3．3 光束擴展特性分析
3．3．4 光束漂移特性分析
3．4 斜程傳輸?shù)墓馐婆c光束擴展
3．4．1 部分相干光斜程傳輸?shù)膸缀文Ｐ?br />
3．4．2 光束漂移理論推導(dǎo)
3．4．3 光束擴展半徑
3．4．4 斜程傳輸擴展特性分析
參考文獻
第4章 光強閃爍和到達角起伏
4．1 引言
4．2 相干光通信中的波前畸變與波前校正
4．3 光強閃爍與到達角起伏
4．3．1 光強起伏方差
4．3．2 到達角起伏方差
4．3．3 光強閃爍特性分析
4．3．4 到達角起伏特性分析
4．4 到達角起伏與湍流尺度等參數(shù)的關(guān)系
4．4．1 光束在湍流大氣中傳輸時的到達角起伏方差
4．4．2 湍流內(nèi)、外尺度與光束傳輸距離
4．4．3 不同源參數(shù)與到達角起伏
4．4．4 大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)與到達角起伏
4．4．5 到達角起伏與光束波長的關(guān)系
參考文獻
第5章 角反射器回波光強特性
5．1 引言
5．1．1 目標(biāo)回波特性研究進展
5．1．2 逆向調(diào)制系統(tǒng)
5．2 GSM光束雙程斜程傳輸公式
5．3 歸一化光強分布特性
5．3．1 上行鏈路中的光強分布
5．3．2 接收端的光強分布
5．4 數(shù)值分析
5．4．1 上行鏈路平均光強特性
5．4．2 接收端光強分布特性
參考文獻
第6章 大氣湍流中部分相干光束的偏振特性
6．1 引言
6．1．1 光束通過湍流介質(zhì)時的偏振特性變化
6．1．2 相干檢測及其偏振控制
6．2 理論分析
6．2．1 交叉譜密度矩陣
6．2．2 光束的偏振特性
6．2．3 光束的偏振方向角
6．3 數(shù)值計算分析
6．3．1 上行與下行傳輸偏振特性對比
6．3．2 水平與斜程傳輸偏振特性對比
參考文獻
第7章 大氣湍流尺度對部分相干光傳輸特性的影響
7．1 引言
7．2 理論計算
7．3 GSM光束在湍流大氣中傳輸?shù)墓鈴姺植?br />
7．4 GSM光束在湍流大氣中傳輸?shù)墓馐鴶U展
7．5 GSM光束在湍流大氣中傳輸?shù)墓馐?br />
參考文獻
第8章 脈沖光束在大氣湍流中水平傳輸時的展寬
8．1 引言
8．2 頻域-波束半徑
8．3 時域-脈沖展寬
參考文獻
第9章 部分相干渦旋光束在大氣湍流中的傳輸
9．1 引言
9．2 理論計算
9．2．1 部分相干渦旋光束的光強分布
9．2．2 部分相干離軸渦旋光束的光強分布
9．3 數(shù)值計算分析
9．3．1 部分相干GSM渦旋光束在大氣湍流中的光強分布
9．3．2 部分相干離軸渦旋光束在大氣湍流中的光強分布
參考文獻
第10章 陣列光束在大氣湍流中的傳輸
10．1 引言
10．2 理論計算
10．2．1 光強分布
10．2．2 均方根束寬
10．2．3 桶中功率
10．3 部分相干GSM陣列光束的光強分布和自耦合特性
10．3．1 傳輸距離對光強分布和自耦合特性的影響
10．3．2 光束圓心位置對光強分布和自耦合特性的影響
10．3．3 相干長度、大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)對光強分布和自耦合特性的影響
10．3．4 湍流內(nèi)、外尺度對光強分布和自耦合特性的影響
10．4 部分相干GSM陣列光束的光束擴展
10．4．1 光束束腰寬度對均方根束寬的影響
10．4．2 相干長度、大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)對均方根束寬的影響
10．4．3 內(nèi)、外尺度對均方根束寬的影響
10．5 部分相干GSM陣列光束的PIB
10．5．1 陣列光束圓心位置、大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)對PIB的影響
10．5．2 相干長度、桶半徑對PIB的影響
參考文獻
第11章 非Kolmogorov大氣湍流對徑向部分相干陣列的影響
11．1 引言
11．2 理論分析
11．2．1 瑞利區(qū)間
11．2．2 湍流距離
11．3 數(shù)值計算分析
11．3．1 瑞利區(qū)間的比較
11．3．2 湍流距離的比較
參考文獻
第12章 部分相干光束的散斑特性
12．1 引言
12．2 平均散斑半徑
12．3 數(shù)值分析
12．3．1 光源參數(shù)的影響
12．3．2 大氣湍流的影響
參考文獻
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