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摘要
星地激光通信具有高带宽通信的潜力，但大气湍流会显著影响卫星对地和地对卫星这类通信系统的能力。星地通信系统的室外实验费用昂贵且难以重现，现有的数值仿真大都基于水平均匀路径，不适用于星地链路长距离且不均匀的湍流路径，为了评估湍流对通信系统的影响，因此开发适用于星地链路的数值仿真是非常重要的。在数值仿真中，模拟湍流的相位屏数量太多会增加系统的复杂度，通过计算传统的Kolmogorov谱下相位屏为2层、3层、6层、11层以及21层时观测面光场的互相干因子并将其与理论值比较，发现三层模型能够在保证传输准确性的同时降低系统的复杂度。在此基础上，提出了地星大气激光传输三层模型，分析了不同湍流谱模型下(Kolmogorov谱与Non-Kolmogorov谱)的高斯光束辐度轮廓变化以及接收光束相干性的变化。仿真结果表明，在相同的大气条件下，与Kolmogorov谱相比，谱指数随高度变化的Non-Kolmogorov谱对传输光束的幅度以及相干性的影响更大。
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