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自由空间光通信系统具有可用频带宽、潜在的通信容量大，抗干扰能力强，轻便性、功耗低和无需频率使用许可等优点，是通信技术的研究热点之一。但是，自由空间光通信系统的光载波信号在传输过程中特别容易受到链路大气环境的影响，造成通信光束的功率衰减、扩展、漂移、相位起伏和光强起伏等，使传输的光束质量严重下降。随着自由空间光通信技术的不断发展，大气闪烁已经成为限制通信距离和系统性能的一个瓶颈。 本论文针对大气信道自由空间光通信应用，着重研究了大气闪烁的影响机理及其抑制技术，为自由空间光通信系统的工程设计和性能评估提供了一定的参考依据。本文的主要工作如下: 1.考虑实际传输路径上湍流和风速的不均匀，理论推导了大气闪烁功率谱的通用解析表达式，数值研究了不同传输条件下大气闪烁的时间频域特性。发现，当接收孔径大小接近菲涅尔尺度或大于菲涅尔尺度时，球面波在水平均匀路径下闪烁功率谱的高频呈现-11/3次方幂率，在下行非均匀路径下呈现-17/3次方幂率;平面波闪烁功率谱的高频均呈现-17/3次方幂率。 2.研究了大气闪烁的孔径平滑与时间平滑效应。首先概述了前人的研究成果，其次对前人未研究的部分进行了补充，如整层大气湍流非均匀下行传输路径下的孔径平滑因子与时间平滑因子的研究。另外，在了解大气闪烁时间功率谱的基础上从频域分析了孔径平滑与时间平滑效应。 3.理论推导了弱起伏条件下空间分集接收信道相关系数的表达式，给出了信道相关系数与分集接收信号闪烁的关系;数值研究了水平湍流均匀路径与整层大气湍流非均匀下行传输路径下的信道相关系数。结果表明信道相关系数曲线存在一个宽度约为菲涅尔尺度的负值区。 4.分别开展了近地面激光水平大气传输实验与激光斜程大气传输实验。实验初步验证了本文关于大气闪烁功率谱与信道相关系数的理论与数值结果的正确性。