吴鹏飞，贾之娟

(西安理工大学 自动化与信息工程学院，西安 710048)

引 言

激光具有单色性好、方向性强、亮度高等优点，被广泛应用于自由空间光通信[1-5]，但其通信传输链路极易受到雾天的影响。由于地理位置的不同，微粒的浓度及尺寸分布会发生变化，通常雾的微粒尺寸分布是无法得知的，气象数据里也没有提供。因此，经验模型是预测雾衰减的一种重要方法。1962年，KRUSE等人[6]在实验的基础上利用能见度定义与雾的物理特性，分析了雾的衰减系数模型。2001年，KIM等人[7]基于观察不同波长的激光在雾天的衰减系数变化，利用完整的米氏散射定理对Kruse模型进行修正。2004年，NABOULSI等人[8]考虑平流雾和辐射雾两种特殊天气情况，应用米氏散射定理与修正的伽马(gamma)分布进行建模。2013年，IJAZ等人[9]建立了一个受控的室内实验室，利用获得的实验数据提出了一种新模型来预测雾和烟的衰减系数。2016年，ESMAIL等人[10]利用米兰、尼斯、布拉格和华盛顿4个地方获得的衰减系数实验数据，提出了衰减系数经验模型。

尽管现有的雾衰减经验模型有很多，但将模型应用到实际中的适用性分析较少。针对此问题，本文中仿真计算了不同经验模型激光在雾中传输的衰减系数，搭建了波长为650nm的激光在雾中传输的衰减实验平台，分析了不同雾衰减模型在西安地区的适用性，为西安地区自由空间光通信系统雾衰减系数分析提供了参考依据。

1 雾引起的激光传输衰减

1.1 雾滴尺寸分布

雾滴对激光信号的衰减主要取决于雾滴的尺寸分布、散射截面和吸收截面。……