基于偏振移位键控的大气激光通信关键技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘智赵义武刘丹方韩韩倪小龙等... 编

图书标签:

• 大气激光通信
• 偏振移位键控
• 光通信
• 偏振复用
• 大气传输
• 调制解调
• 自适应光学
• 信道编码
• 激光通信系统
• 通信工程

店铺： 博库网旗舰店

出版社： 科学

ISBN：9787030569509

商品编码：29717631099

开本：16

出版时间：2018-03-01

基本信息

• 商品名称：基于偏振移位键控的大气激光通信关键技术
• 作者：刘智//赵义武//刘丹//方韩韩//倪小龙等
• 定价：78
• 出版社：科学
• ISBN号：9787030569509

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2018-03-01
• 印刷时间：2018-03-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：152
• 字数：200千字

内容提要

偏振特性被认为是激光在大气中传输*为稳定的 特征，偏振移位键控（Polarization Shift Keying, PolSK）技术属于偏振调制，是一种新兴的 无线光通信调制技术，它是利用偏振光作为载波，把 信息编码到它的偏振态上，是一种无阈值调制方式， 对大气信道造成的影响有较强的抑制作用。因此，对 基于偏振移位键控的偏振编码技术的研究将为提高空 间光通信系统综合性能提供新方法与新途径。
     刘智、赵义武、刘丹、方韩韩、倪小龙、陶宗慧 著的《基于偏振移位键控的大气激光通信关键技术》 对基于偏振移位键控的大气激光通信系统的原理及关 键技术进行了深入研究与探讨。全书共分六个部分， 分别系统介绍了空间激光通信技术及激光偏振调制技 术的发展现状、基于偏振移位键控的大气激光通信系 统组成和工作原理、激光信号偏振移位键控调制技术 的原理和实现方法、大气信道中GSM光束的偏振传输 特性、基于圆偏振移位键控的大气激光通信系统半实 物仿真系统构建与实验结果分析、基于液晶可变相位 延迟器的偏振激光信号源以及相干度**可控的部分 相关激光源的原理和实现方法。
     本书可供从事激光技术、空间激光通信技术的科 技工作者研究参考，也可供光学工程、信息与通信工 程领域的技术人员、大专院校师生阅读和参考。
    

目录

前言
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的与意义
1.3 **外研究现状
1.3.1 空间激光通信技术研究与应用概况
1.3.2 激光偏振调制技术相关研究与应用国外研究概况
1.3.3 激光偏振调制技术相关研究与应用**研究概况
1.4 主要内容及结构安排
第2章 基于偏振移位键控的大气激光通信系统原理
2.1 引言
2.2 基于偏振移位键控的大气激光通信系统的组成
2.3 CPolSK调制在大气激光通信系统中的优势
2.3.1 通信系统收发端无需坐标轴对准
2.3.2 调制信号抗干扰性强
2.4 基于PolSK的大气激光通信系统的关键技术
2.5 本章小结
第3章 激光信号偏振移位键控调制技术
3.1 引言
3.2 激光偏振特性描述
3.2.1 光波偏振态
3.2.2 光波偏振度
3.3 偏振移位键控技术原理
3.4 大气激光通信系统中的强度调制与偏振调制性能比较
3.4.1 各种激光强度调制方式介绍
3.4.2 调制方式性能分析
3.5 基于铌酸锂晶体的偏振态调制技术
3.6 本章小结
第4章 大气信道中GSM光束的偏振传输特性
4.1 引言
4.2 大气信道的湍流效应
4.2.1 大气湍流的形成
4.2.2 大气折射率结构常数
4.2.3 大气折射率起伏功率谱密度
4.3 大气湍流对激光传输的影响
4.4 部分相干、部分偏振的GSM光束偏振传输特性研究
4.4.1 相干性和偏振性统一理论
4.4.2 GSM光束在湍流环境中的传输公式
4.4.3 GSM光束在湍流环境传输的偏振特性研究
4.5 湍流环境激光偏振传输特性半实物仿真研究
4.5.1 大气湍流模拟装置介绍
4.5.2 湍流环境激光偏振传输特性半实物仿真系统组成
4.5.3 半实物仿真结果分析
4.6 本章小结
第5章 基于CPolSK的大气激光通信系统半实物仿真
5.1 引言
5.2 偏振移位键控系统与OOK系统性能对比
5.2.1 偏振移位键控与OOK通信系统构建
5.2.2 性能分析
5.3 高速CPolSK通信系统的仿真研究

畅游无垠星海：大气激光通信的奥秘与前沿 浩瀚的宇宙，广袤的星辰，一直以来都激发着人类无尽的探索欲望。从最初的信号传递，到如今高速率、大容量的信息交换，通信技术的每一次飞跃都极大地拓展了我们的认知边界，也深刻地改变着我们的生活。在众多通信手段中，激光通信以其高带宽、高指向性、高保密性等优势，正逐渐成为连接地球与太空、星际之间信息传递的理想选择。而要在复杂多变的大气环境中实现稳定可靠的激光通信，则是一项充满挑战且意义非凡的工程。 本书并非聚焦于“偏振移位键控”这一特定技术，而是旨在为读者呈现一个更为宏观、更为全面的大气激光通信技术图景。我们将深入剖析大气激光通信所面临的普遍性关键技术难题，并探讨目前已有的、以及正在探索中的各种创新解决方案。从基础理论到工程实践，从理论瓶颈到未来展望，我们力求展现这一前沿技术领域的深度与广度，带领您一同遨游大气激光通信的壮丽画卷。 第一章：大气激光通信的理论基础与应用前景 本章将首先为读者构建大气激光通信的理论框架。我们将深入浅出地介绍激光的基本原理，包括激光的产生、放大、单色性、方向性以及相干性等特性，阐述为何激光成为理想的通信载波。在此基础上，我们将重点探讨大气信道的特性对激光信号传输的影响，例如大气湍流引起的闪烁、波束展宽、相位畸变以及吸收、散射等衰减效应。理解这些大气效应的物理机制，是解决大气激光通信技术瓶颈的第一步。 随后，我们将描绘大气激光通信的广阔应用前景。从地面与卫星之间的通信（例如，天基互联网建设、对地观测数据回传），到飞机与地面站点之间的高速数据传输，再到无人机集群的协同组网，以及未来可能实现的星际通信链路，大气激光通信都将扮演至关重要的角色。我们将分析不同应用场景下对通信性能（如传输速率、误码率、可靠性、功耗等）的具体要求，为后续技术问题的探讨奠定基础。 第二章：大气湍流效应的测量与建模 大气湍流是影响大气激光通信稳定性的最主要因素之一。本章将深入探讨如何准确测量和有效建模大气湍流。我们将介绍多种常用的湍流强度测量方法，如利用激光闪烁测量、多点相位测量等。同时，我们还将详细阐述各种大气湍流模型，包括理论模型（如Kolmogorov模型）和经验模型，分析它们在不同尺度、不同气象条件下的适用性。 理解湍流的统计特性，能够帮助我们预测和评估激光信号在大气中传播时的衰减和畸变程度。本章将重点介绍如何利用这些测量和建模结果，来设计更鲁棒的通信系统，并开发有效的湍流补偿技术。 第三章：大气激光接收技术与信噪比提升 在大气激光通信系统中，接收端的性能至关重要。本章将聚焦于大气激光接收技术。我们将详细介绍各种类型的光电探测器，包括光电二极管、雪崩光电二极管（APD）、单光子雪崩二极管（SPAD）以及线性模式雪崩光电探测器（Linear APD）等，分析它们在不同波长、不同灵敏度范围下的优缺点。 此外，我们还将深入探讨如何提升接收端的信噪比（SNR）。这包括优化接收光学系统的设计，例如使用大口径望远镜以收集更多光信号；采用低噪声的电子放大电路；以及通过各种信号处理技术来抑制噪声，例如匹配滤波、门控检测等。对于低光强信号的接收，我们还会讨论单光子探测技术及其在微弱信号检测中的应用。 第四章：激光束指向与稳定技术 由于大气湍流和平台抖动的影响，激光束的指向稳定性是实现精确对准的关键。本章将详细阐述激光束指向与稳定技术。我们将介绍各种光学稳定平台（如陀螺稳定平台、伺服稳定系统）的工作原理，以及它们如何补偿平台的姿态变化。 对于动态的湍流引起的波束抖动，我们还将介绍主动光学补偿技术。这包括使用快速响应的变形镜或微机电系统（MEMS）来实时校正激光束的相位畸变，从而使光束能够稳定地指向目标。本章还将探讨跟踪和捕获（Acquisition and Tracking, A&T）技术，这是在通信前建立和维持激光链路的关键步骤。 第五章：大气衰减与补偿技术 大气对激光信号的吸收和散射会造成严重的功率损耗，尤其是在特定波长或恶劣天气条件下。本章将深入分析大气衰减的机理，包括分子吸收、气溶胶散射、雨、雪、雾等天气现象对激光传播的影响。 为了克服大气衰减，本章将介绍多种补偿技术。首先是选择合适的激光波长，避开大气吸收谱线。其次是提高发射功率，但这需要考虑功耗和对环境的影响。更重要的，我们将详细介绍先进的信号处理技术，如前向纠错（FEC）编码，它可以在一定程度上弥补信号的衰减。此外，本书还将讨论自适应光学系统在补偿由大气吸收和散射引起的波前畸变方面的作用，以及如何利用多波长激光同时传输来提高通信的鲁棒性。 第六章：大气激光通信的信号处理与调制解调 高效的信号处理是实现高数据速率、低误码率传输的核心。本章将深入探讨大气激光通信中的信号处理与调制解调技术。我们将介绍多种调制方式，如幅度调制、频率调制、相位调制，以及更为先进的幅相联合调制。 特别地，我们将详细分析数字信号处理在激光通信中的应用，包括采样、量化、滤波、均衡等环节。对于接收端的信号恢复，我们将深入讲解各种解调算法，以及如何通过信道编码（如卷积码、Turbo码、LDPC码）和差错检测与纠正（EDAC）技术来提高通信的可靠性。本章还将介绍先进的信号检测方法，如最大似然检测（MLD）和最大后验概率检测（MAP）。 第七章：大气激光通信系统设计与优化 本章将从系统整体的角度出发，讨论大气激光通信系统的设计与优化。我们将分析不同子系统之间的权衡与协同，例如如何在发射功率、接收口径、调制方式、编码率以及终端成本之间找到最佳平衡点。 本章还将探讨链路预算的建立与分析，这是评估通信链路性能的基础。我们将详细讲解影响链路预算的各种因素，并介绍如何通过仿真和实验来验证和优化系统设计。此外，我们还会讨论不同应用场景下（如星地链路、机载链路）的系统架构设计差异，以及如何实现系统的智能化和自主化。 第八章：未来发展趋势与挑战 展望未来，大气激光通信技术仍有巨大的发展潜力。本章将探讨这一领域未来的发展趋势。我们将讨论如何实现更高的数据速率，例如通过超大带宽激光的利用、以及更先进的调制编码技术。 同时，我们还将关注大气激光通信在智能通信、物联网、空天地一体化网络等新兴领域的应用。此外，本书还将深入探讨面临的挑战，例如如何进一步提高在恶劣天气条件下的通信能力、如何实现更远的通信距离、以及如何降低系统的成本和功耗。最后，我们将对大气激光通信的未来进行展望，描绘其在构建无所不在的通信网络中的重要作用。 本书力求以严谨的科学态度，清晰的逻辑思路，以及丰富的工程实例，为读者构建一个完整、深入的大气激光通信知识体系。我们希望通过本书的阅读，您能够对这一充满活力和挑战的领域有深刻的理解，并激发您对这一前沿技术更深入的探索与研究。

评分☆☆☆☆☆

我最近在做一个关于未来高速数据传输的研究项目，正好需要了解一些非传统通信方式的潜力，这本书的出现简直是雪中送炭。我花了几天时间集中阅读了其中关于信道编码和调制解调策略的部分，发现作者的分析角度非常新颖。他不仅仅停留于传统的数字通信理论，而是深入探讨了如何利用光的特定物理属性来优化信息传输效率和抗干扰能力。例如，书中对几种先进的波形设计进行了详尽的对比，图表清晰地展示了它们在不同信噪比下的性能差异，这对我设计实验方案提供了重要的参考基准。我尤其赞赏作者在讨论实际工程挑战时所展现出的那种“脚踏实地”的态度，他没有过度美化技术，而是坦诚地指出了当前技术瓶颈，并提出了切实可行的缓解思路。这种既有宏观视野又有微观洞察力的写作风格，让这本书的价值远远超出了教科书的范畴，更像是一位资深工程师的经验总结。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识密度令人咋舌，我感觉每一页都充满了沉甸甸的信息量，以至于我需要放慢阅读速度，甚至需要经常停下来回顾之前的概念，生怕遗漏了什么关键的细节。我着重研究了其中关于偏振态保持和旋转补偿的部分，发现作者在处理时间维度上的动态变化时，引入了一些非常巧妙的状态估计方法。这些方法不仅在数学上优雅，而且在实际应用中展现出了极高的实时性要求下的可行性。这本书的结构安排非常合理，它似乎是按照一个完整系统的构建流程来布局的：从信号源头，到传输介质的特性分析，再到接收端的信号提取，每一步都设置了必要的理论支撑和技术验证。对于一个希望系统性掌握该领域知识的学习者而言，这本书提供了一个近乎完美的学习地图。它不仅仅是一本知识的集合，更像是一份精心绘制的“技术攻关路线图”，指引着后来的研究者如何高效地避开陷阱，直奔核心难题。

评分☆☆☆☆☆

我个人偏爱那种带着强烈个人色彩和批判精神的学术著作，这本书的行文风格恰好满足了我的偏好。作者在阐述技术路线时，并非一味地赞美某种技术路径的优越性，而是时不时地会穿插一些对行业现状的审视和反思。比如，在探讨器件选型和系统集成成本时，他的语气中透露出一种对技术落地难度的深刻理解，这一点在许多纯理论书籍中是看不到的。我最欣赏的是他对“鲁棒性”这一概念的诠释，他强调一个好的系统设计不仅要在理想条件下工作，更要在恶劣环境下保持可接受的性能，这种对工程健壮性的执着追求，让我深感共鸣。书中的案例分析部分尤其精彩，作者似乎将多个真实的工程项目浓缩在了书页之中，通过对这些具体场景的剖析，将抽象的理论具象化了。对于我这种更注重实践成果的读者来说，这种“故事化”的讲解方式，极大地提升了知识的可迁移性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计简直让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上一些抽象的光束线条，一下子就抓住了我的注意力。我一直对光电领域的新兴技术很感兴趣，所以毫不犹豫地买了这本书。拿到手后，发现纸张的质感相当不错，印刷清晰，排版也很考究，看起来非常专业。虽然我不是这个领域的顶尖专家，但光是翻阅目录和前言，就能感受到作者在内容组织上的用心。作者似乎非常注重理论与实际应用的结合，从基础的光学原理讲起，逐步深入到复杂的系统设计，这种循序渐进的方式对我们这些想要跨领域学习的人来说太友好了。尤其是书中对一些核心概念的阐述，文字精确而又不失生动，让人在阅读枯燥的公式推导时也能保持兴趣。我特别欣赏它在章节末尾设置的思考题，这促使我不仅仅是被动接受知识，而是主动去思考和消化这些前沿的技术细节。总的来说，这本书的物理呈现和初步的阅读体验，都传递出一种扎实的学术气息和对读者体验的重视。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在光学工程领域摸爬滚打了十多年的老兵，我阅读这类书籍时往往会抱着挑剔的眼光，毕竟很多新书为了追求“前沿性”而牺牲了严谨性。然而，这本书在处理理论深度和广度之间的平衡上做得相当出色。我仔细核对了书中引用的几篇核心参考文献，发现作者对领域内的经典文献掌握得炉火纯青，并且能将这些经典理论与最新的实验成果巧妙地融合在一起。特别是在讨论光束整形和自适应光学补偿那几章，作者展现了极高的专业素养，他对那些复杂的数学模型和物理过程的解释，既保持了数学上的精确性，又避免了不必要的晦涩难懂。这本书的贡献在于，它提供了一个系统性的框架，让读者能够理解大气湍流等复杂环境对光信号的“破坏机制”，并在此基础上构建有效的“防御工事”。读完后，我感觉自己对整个大气激光链路的设计理念又有了更深一层的理解，拓宽了我的技术视野，确实是一本值得反复研读的专业著作。