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本文介绍了光波在湍流大气中传播的弱起伏和强起伏理论，从经典弱起伏理论出发，给出了光波在水平传输时的修正Rytov方法理论模型，分析了在考虑湍流内尺度的影响下平面波和球面波入射时的闪烁特性，在中等湍流区计算结果与最近实验结果符合得较好。根据斜程传输理论和2001年提出的ITU-R湍流大气结构常数模型，将修正Pytov方法推广应用于斜程传输问题研究，得到了平面波和球面波斜程传输时的闪烁指数，分析了湍流内尺度、近地面风速等参量对闪烁指数的影响。本文最后将分形理论引入到湍流大气中的波传播和散射领域，导出了分形大气湍流中光滑导体目标散射场的一阶矩和二阶矩，以光滑导体圆盘为例研究了湍流大气的分维对导体目标后向散射截面的影响。