Προσομοίωση Επικοινωνιών Laser Μεταξύ Δορυφορικών Συστημάτων Και Τροποσφαιρικών Πλατφορμών

Abstract

H εργασία αποσκοπεί να αναλύσει ένα σημαντικό κομμάτι των οπτικών επικοινωνιών μεταξύδορυφορικών συστημάτων και αεροσκαφών, που είναι η μορφή του κύματος της ακτίνας στηνευρύτερη περιοχή του αεροσκάφους. Το αεροσκάφος προσομοιώνεται με 4 συγκεκριμένα σχήματα:αρχικά υποθέτουμε ότι έχει σφαιρική μορφή ενώ στη συνέχεια γίνεται μια πιο ακριβής προσέγγισημε τη χρήση 3 διαφορετικών ελλειψοειδών εκ περιστροφής με διαδοχική αύξηση τηςαεροδυναμικότητας.Λαμβάνουμε υπόψη τις ατμοσφαιρικές συνθήκες και τις ιδιότητες του αέρα στο ύψος που είναιδυνατόν να κινηθεί το αεροσκάφος, τις ιδιότητες του αέρα ως ρευστό με τη βοήθεια τηςρευστοδυναμικής και δημιουργούμε με τη βοήθεια του προγράμματος Matlab ένα χώρο μέσα στονοποίο γίνεται η υπολογιστική προσομοίωση της ροής του αέρα με επίκεντρο το καθένα από τααεροδυναμικά αντικείμενα. Ύστερα, ακολουθούμε μια διαδικασία ώστε να καταλήξουμε σε κάποιοσυμπέρασμα σχετικά με την κυματομορφή της ακτίνας laser.Αρχικά, υπολογίζουμε την πίεση του αέρα σε καθένα από τα σημεία του χώρου γύρω από τοαντικείμενο με τη βοήθεια του συντελεστή πίεσης (Cp). Η ταχύτητα Mach και η πυκνότηταβρίσκονται κατόπιν με την απλή χρήση κάποιων τύπων. Είναι εύκολο να υπολογιστεί ύστερα τομήκος οπτικού μονοπατιού (OPL) και η διαφορά οπτικού μονοπατιού (OPD) ώστε να έχουμε μιαπληρέστερη εικόνα της κυματομορφής. Αυτό γίνεται στο τελικό στάδιο, όπου υπολογίζουμε ταπολυώνυμα zernike, τα οποία βοηθούν στην καλύτερη απεικόνιση της κυματομορφής όπως επίσηςκαι η μέση κλίση και η OPD-RMS. Όλοι οι υπολογισμοί γίνονται για 4 διαφορετικά αντικείμενακαι τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τη βοήθεια των κατάλληλα σχεδιασμένων στο Matlabσχημάτων.