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： 火把图书专营店

出版社： 科学

ISBN：9787030569509

商品编码：29717635217

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

《光纤传感网络在精密测量与监控领域的应用研究》 内容简介 本书深入探讨了光纤传感网络在精密测量与监控领域的最新研究进展与关键技术。随着科技的飞速发展，传统测量方法在精度、实时性、环境适应性等方面已显现出局限性，而光纤传感技术以其高精度、抗电磁干扰、分布式监测能力强、可远程传输等独特优势，正逐步成为精密测量与监控领域不可或缺的核心技术。本书旨在系统梳理光纤传感网络的理论基础、关键传感原理、网络构建技术、数据处理方法以及在不同应用场景下的具体实践，为相关领域的研究人员、工程师和学生提供一本详实、全面的参考书籍。 第一章 绪论 本章首先阐述了精密测量与监控在现代工业、科学研究、基础设施建设和社会安全等领域的重要性，并分析了当前传统测量技术面临的挑战。随后，详细介绍了光纤传感技术的起源、发展历程及其相对于其他传感技术的优势，引出光纤传感网络作为一种新型、高效的测量与监控解决方案的必要性。本章还将概述本书的整体结构和各章节的主要内容，为读者构建一个清晰的学习路径。 第二章 光纤传感基本原理 本章将系统介绍构成光纤传感网络的核心——光纤传感器的基本工作原理。我们将从光在光纤中的传输特性出发，重点阐述基于折射率变化、光纤长度变化、应力形变、温度变化以及其他环境参数变化的光学传感机制。内容将涵盖： 干涉型光纤传感器： 包括马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）干涉仪、萨格纳克（Sagnac）干涉仪等，分析其传感原理、结构特点及灵敏度影响因素。 衍射型光纤传感器： 重点介绍光栅型传感器，如长周期光栅（LPFG）和分布式布拉格光栅（FBG），详述其光谱特性与外界环境参数的响应关系，并讨论FBG在应变、温度传感中的应用。 腔体型光纤传感器： 介绍微腔、法布里-珀罗（Fabry-Perot）腔等结构如何作为传感元件，通过腔内模式的变化来检测环境参数。 非线性效应型传感器： 简要介绍拉曼散射、布里渊散射等光纤自身非线性效应如何用于传感，为分布式传感提供理论基础。 本章将通过详细的数学模型和物理示意图，帮助读者深入理解各种传感原理的内在机制。 第三章 光纤传感网络构建技术 本章聚焦于如何构建高效、可靠的光纤传感网络。我们将从网络拓扑、信号传输、多路复用技术以及网络管理等方面进行深入探讨： 网络拓扑结构： 分析线性、星型、环形、树型等不同网络拓扑的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。 光信号传输与处理： 讨论光信号在光纤中的衰减、色散、非线性效应等传输损耗，以及如何通过光放大器、信号再生等技术进行补偿。 多路复用技术： 详细介绍时分复用（TDM）、频分复用（FDM）、波分复用（WDM）和空分复用（SDM）等技术在光纤传感网络中的应用，以及如何实现对多个传感点的信号进行高效区分和采集。 传感网络节点设计： 探讨传感节点的光学组件选择、电子电路设计、数据采集与预处理单元的集成，以及节点的功耗管理和可靠性设计。 分布式传感网络： 重点介绍基于瑞利散射、布里渊散射、拉曼散射的分布式光纤传感技术，阐述其原理、系统构成及在长距离、大范围监测中的优势。 第四章 数据采集与处理技术 高质量的数据采集与有效的信号处理是实现精密测量与监控的关键。本章将深入探讨光纤传感网络中的数据采集与处理技术： 数据采集系统： 介绍高性能光电探测器、模数转换器（ADC）的选择与应用，以及如何设计高采样率、低噪声的数据采集前端。 信号处理算法： 详细介绍常用的信号滤波（如低通滤波、高斯滤波、小波滤波）、降噪（如平均法、卡尔曼滤波）技术，以及如何消除环境噪声和仪器噪声的影响。 特征提取与模式识别： 讨论如何从原始传感信号中提取反映物理参数的关键特征，以及采用机器学习、深度学习等方法进行模式识别，实现对复杂传感信号的精准解读。 数据融合与校准： 介绍如何融合来自不同传感器的信息，提高测量精度和鲁棒性。讨论传感器标定、校准方法，确保测量结果的准确性和可溯源性。 实时数据处理与分析： 探讨如何构建实时数据处理平台，实现对海量传感数据的快速分析与预警，为决策提供及时支持。 第五章 应用实例与性能评估 本章将通过多个具体的应用实例，展示光纤传感网络在精密测量与监控领域的实际应用价值，并对系统的性能进行深入评估： 桥梁结构健康监测： 介绍如何利用光纤传感网络监测桥梁的应力、形变、振动等参数，及时发现结构损伤，预测潜在风险。 地下管线泄漏监测： 阐述如何部署光纤传感网络对输水、输气、输油等地下管线进行实时监测，实现早期泄漏预警，减少资源损失。 工业设备状态监测： 探讨如何将光纤传感器应用于大型旋转机械、电力设备等，监测其温度、振动、应力等关键参数，预测故障，优化维护。 环境监测与灾害预警： 展示光纤传感网络在边坡稳定监测、地质灾害预警、环境污染监测等方面的应用。 精准农业应用： 介绍光纤传感网络如何监测土壤湿度、温度、pH值等，为精准灌溉、施肥提供数据支持。 在每个应用实例中，都将详细分析所采用的光纤传感技术、网络架构、数据处理流程，并结合实际监测数据，对系统的精度、灵敏度、响应时间、可靠性等关键性能指标进行客观评估，并与传统监测方法进行对比分析。 第六章 未来发展趋势与挑战 本章将展望光纤传感网络在精密测量与监控领域的未来发展趋势，并探讨当前面临的技术挑战与发展机遇： 微型化与集成化： 探讨如何实现光纤传感器的微型化、集成化，降低成本，提高部署密度。 智能化与自适应性： 展望传感器网络的智能化升级，实现自主诊断、自适应标定、智能决策。 与其他技术融合： 探讨光纤传感网络与物联网（IoT）、大数据、人工智能（AI）等新兴技术的融合，构建更强大的监测与控制系统。 新型传感机制探索： 关注新型光纤传感材料和传感机制的研发，例如基于纳米材料、表面等离激元共振等的新型传感器。 标准化与互操作性： 讨论建立统一的标准，提高不同厂商、不同类型传感网络的互操作性。 安全性与隐私保护： 探讨在数据采集与传输过程中，如何保障数据的安全性和用户隐私。 本书力求理论与实践相结合，通过详细的原理阐述、深入的技术分析和丰富的应用案例，全面展示光纤传感网络在精密测量与监控领域的巨大潜力。希望本书能够启发读者在相关领域进行更深入的研究和创新。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的行文风格极其专业，几乎没有冗余的修饰词，每一个句子都承载着明确的技术信息。对于有一定光学和通信背景的读者，这本书的价值在于其提供了大量的“深度挖掘”。例如，在讨论相干接收机设计时，书中对本振光场与信号光场的耦合效率进行了详细的量子力学层面的探讨，这已经触及到了接收端前端设计的极限。它似乎在告诉读者：如果你想在这个领域走得更远，你必须理解从光子层面到系统架构的每一个环节。我发现自己不得不经常停下来，对照相关文献或进行一些快速计算来完全吸收其内容。这本书的真正价值不在于它告诉你“是什么”，而在于它深度阐述了“为什么是这样”以及“如何才能做得更好”，非常适合那些想从理论研究转向核心技术突破的研究人员。

评分☆☆☆☆☆

对于一个长期关注信息传输安全和抗干扰性的读者来说，这本书提供了一种全新的、基于物理层面的防御视角。大气激光通信的脆弱性常常被诟病，但本书通过深入挖掘偏振这一维度，展示了如何利用其正交性和相位信息来提高信噪比和抵抗某些环境噪声。书中对于偏振敏感型探测器的性能分析和误差源的细致梳理，揭示了许多在常规光通信教材中被忽略的工程细节。我印象最深的是关于“偏振漂移”对系统误码率影响的建模，这个模型相当细致，考虑了温度、气压和微小机械振动等多个耦合因素。这不只是一本讲如何“发”信息的书，更是一本教人如何“稳健地发”信息的宝典。它迫使我们重新审视传统通信协议的假设，并开始思考如何利用更丰富的物理自由度来实现更鲁棒的连接，这对于军事通信、深空探测等高要求场景具有直接的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计非常精巧，它没有采用那种平铺直叙的教科书式的叙事方式，而是更像是一场循序渐进的“技术冒险”。从第一章对大气光学特性的宏观描述开始，作者巧妙地引入了偏振作为信息载体的必要性，随后便自然地过渡到各种调制格式的优劣对比。我注意到作者在讨论偏振复用和偏振解调技术时，引入了大量实验数据和仿真结果来佐证理论模型的有效性，这使得原本抽象的物理过程变得具体可感。尤其是关于偏振态保持和旋转的补偿算法部分，内容详实，提供了多种不同复杂度下的实现思路，这对于实际工程项目中的系统集成和优化是至关重要的参考。我感觉作者对每一个技术细节都倾注了极大的心力，使得读者在阅读过程中，能真切感受到那种“拨云见日”的豁然开朗。它成功地将一个高度专业化的领域，以一种既严谨又富有启发性的方式呈现了出来，让人忍不住想去尝试设计自己的系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书的综合性令人印象深刻，它成功地搭建了一个从基础大气物理到复杂系统实现的完整技术生态图景。我特别赞赏作者对于“系统级优化”的强调，而不是仅仅关注某个单一模块的性能提升。书中关于偏振移位键控（PSK）在不同大气湍流强度下的性能对比，以及如何在实际部署中选择合适的信道编码与偏振复用策略，提供了高度的集成性思考。它不仅仅是偏振技术和激光通信的简单结合，更是一种跨学科的系统工程思维的体现。读完后，我感觉自己对如何设计一个能适应多变大气环境、并且能在资源受限的平台上高效运行的激光通信链路，有了一个非常清晰且可执行的蓝图。这本书是该领域内少有的，能够提供从“原理突破”到“工程实现”完整链条指导的专业著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角相当独特，深入探讨了传统通信领域中相对小众但极具潜力的技术分支。它不仅仅是关于激光通信的基础理论介绍，更像是给那些希望在极端环境下实现可靠数据传输的工程师和研究人员的一份实战指南。我特别欣赏作者在构建理论框架时，对物理光学基础的扎实把握，没有回避那些复杂的数学推导，但同时又能将复杂的概念清晰地呈现在读者面前。例如，关于信道衰落和噪声模型的分析，非常贴合实际大气条件下的挑战。书中对偏振态在湍流、大气吸收和散射中的演化路径的剖析，为理解系统性能瓶颈提供了关键的切入点。此外，它对调制解调方案的讨论，超越了简单的强度调制，直接进入了信息论在高斯噪声和特定信道条件下的应用边界，这一点对于追求极限速率和可靠性的读者来说，无疑是极具价值的。它不是一本轻松的入门读物，更像是一部需要耐心研读的专业参考书，但回报是巨大的知识深度和对下一代空间及近地激光通信系统的洞察力。