空间X射线通信概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵宝升，苏桐，盛立志，刘舵 著

图书标签:

• 空间通信
• X射线通信
• 无线通信
• 深空通信
• 新兴技术
• 通信工程
• 空间技术
• 电磁波传播
• 信息传输
• 物理层通信

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030477187

版次：1

商品编码：11914788

包装：精装

开本：16开

出版时间：2016-03-01

用纸：胶版纸

页数：258

字数：325000

正文语种：中文

内容简介

　　X射线通信，顾名思义，就是将X射线作为载波，将信息通过调制加载至X射线脉冲上并向外发送。实际上仍然是一种利用电磁波的通信手段，与微波通信、激光通信等传统通信方式本质上并无不同。但X射线频率更高，单光子能量更大，当将其应用于空间通信时，对理论建模、核心元器件都提出了新的要求。同时，X射线通信带来了传统微波与激光通信所不具备的优点：X射线通信可以在电磁屏蔽环境下正常工作，不仅可望用于超高速飞机通信和飞行器返回地球时进入黑障区的通信，还将为未来复杂条件下的空天一体化战争提供通信安全保障。可以预见，空间X射线通信不仅仅是对微波与激光通信的补充，在复杂的空间环境与特殊应用场合中，更是对传统通信方式颠覆性的替代。
　　《空间X射线通信概论》共分7章，主要介绍了X射线通信的意义、未来的潜在应用以及国内外研究进展，X射线的调制发射，X射线探测器，X射线聚焦光学等基本概念和实验结果。
　　《空间X射线通信概论》可供空间通信、X射线探测以及X射线脉冲星导航的科技工作者、大专院校师生阅读。

内页插图

目录

前言
第1章 概述
1．1 关于X射线
1．1．1 X射线的发现
1．1．2 X射线的应用
1．2 无线通信发展历史
1．2．1 电磁波的发现
1．2．2 无线电报发明
1．2．3无线电通信发明
1．2．4 激光通信的出现
1．2．5 量子通信的实现
1．2．6 X射线通信的提出
1．3 X射线通信意义
1．3．1 X射线通信的潜在应用
1．3．2 X射线通信的发展
1．4 X射线通信关键技术
1．5 本章小结

第2章 无线数宇通信系统
2．1 模拟信号与数字信号
2．1．1 概述
2．1．2 模拟通信与数字通信系统
2．2 数字通信系统
2．2．1 数字通信发展的回顾
2．2．2 无线数字通信系统的组成
2．2．3 主要性能指标
2．3 空间X射线通信系统
2．3．1 X射线通信系统
2．3．2 X射线发射源
2．3．3 X射线聚焦光学
2．3．4 X射线探测器
2．3．5 深空信道特征
2．3．6 编码调制
2．4 本章小结

第3章 编码调制
3．1 信源编码
3．1．1 信源的数学模型
3．1．2 离散随机信息的对数量度
3．1．3 平均互信息和熵
3．1．4 连续随机变量信息的度量
3．1．5 离散无记忆信源编码
3．2 差错控制编码
3．2．1 差错控制编码分类
3．2．2 线性分组码
3．2．3 卷积码
3．2．4 Turbo码
3．3数字调制
3．3．1 OOK调制
3．3．2 PPM调制
3．3．3 L-PPM性能分析
3．3．4 PPM解调
3．4 同步策略
3．4．1 PPM位同步
3．4．2 PPM帧同步
3．5 本章小结

第4章 X射线通信发射系统
4．1 X射线产生
4．1．1 X射线管
4．1．2 激光等离子体光源
4．1．3 同步辐射光源
4．1．4 X射线自由电子激光
4．2 X射线与物质相互作用
4．2．1 X射线的散射和衍射
4．2．2 光电效应
4．2．3 X射线的吸收
4．3 X射线调制方法
……

第5章 X射线聚焦光学
第6章 X射线探测器
第7章 空间X射线通信研究进展
参考文献

前言/序言

探索宇宙通信的未知前沿 宇宙，一个充满奥秘的广阔空间，人类的探索从未止步。从最初的望远镜观测，到如今探测器深入太阳系内外，我们与遥远宇宙的每一次互动，都依赖于信息传递的桥梁。然而，当通信距离被拉长到令人难以置信的尺度，当传统的无线电波遭遇巨大的衰减与干扰，当我们渴望更快的速度、更大的带宽来传输海量数据时，一种全新的通信范式正悄然兴起——空间X射线通信。 本书并非详述空间X射线通信的现有技术细节，也并非列举当下已有的项目与设备。相反，它将带领读者进行一次更深入、更概念性的探索，聚焦于空间X射线通信所蕴含的 未来可能性、技术挑战的本质、以及它将如何重塑我们理解与互动宇宙的方式。我们将穿越现有技术的局限，去构思一种 超越当前限制，更具颠覆性的通信未来。 一、 宇宙尺度的通信困境：为何需要X射线？ 想象一下，我们的探测器正在冥王星轨道附近进行科学考察，它需要将海量的高清图像、详细的探测数据实时传回地球。以我们目前最先进的深空网络为例，信号的传输速度和带宽都将面临严峻的挑战。信号在传播过程中会经历指数级的衰减，需要巨大的天线和极高的发射功率来维持可用的信噪比。而X射线，作为一种能量极高的电磁波，其光子携带的能量远超无线电波，这意味着在相同的传输距离下，X射线信号衰减的幅度相对较小，潜在的带宽也更加充裕。 本书将首先剖析当前宇宙通信所面临的根本性挑战，从信号衰减、带宽限制、能量效率等多个维度，深入探讨传统通信方式在超远距离应用中的固有局限。我们将思考，在宇宙的尺度上，信息传递的“物理极限”究竟在哪里？而X射线，作为一种性质独特的电磁波，是否能够提供一种 “绕过”这些极限 的全新解决方案？这并非关于如何制造X射线发射器或接收器的技术说明，而是关于 理解X射线在通信中扮演潜在角色的“可能性画布”。 二、 X射线作为通信媒介：未被充分发掘的潜力 X射线，通常被我们与医学成像、天文学观测等领域联系在一起。然而，当我们将目光投向其在信息传递方面的潜力时，一个全新的维度展现在眼前。X射线的高频特性意味着它能够携带的信息量远超低频电磁波。在极低的噪声环境下，X射线信号可以实现极高的信息密度。 本书将深入探讨X射线作为通信媒介的 理论基础与物理特性。我们会追溯X射线的产生原理，思考如何才能高效地产生能够用于通信的X射线源，并将其聚焦、调制。更重要的是，我们将探索X射线信号的 传播特性，例如它在宇宙真空中的行为，它可能遇到的介质（如星际气体、尘埃）带来的影响，以及如何克服这些影响。这不是一篇关于X射线光学器件的教程，而是关于 “如何将X射线‘驯服’，让它成为承载信息的可靠信使” 的概念性探讨。我们将思考，X射线是否能够实现 “穿透”某些障碍，实现更直接、更高效的通信，而不仅仅是“绕过”。 三、 颠覆性的通信范式：从点对点到网格化 如果空间X射线通信能够成为现实，它将不仅仅是现有通信能力的简单提升，更有可能催生出全新的通信模式。想象一下，未来的人类在月球、火星，甚至更遥远的星系建立了前哨站。传统的单向通信模式将难以满足日益增长的通信需求。 本书将展望，基于X射线通信的 未来通信网络架构。这可能是一个 分布式、网格化 的通信体系，其中地球、月球、火星以及深空探测器之间不再是简单的点对点连接，而是形成一个 动态、自适应的通信网络。X射线通信的低延迟和高带宽潜力，可能使得 实时、大规模的数据交换 成为可能。我们将构思，在这个网络中，信息如何 “跳跃”和“中继”，如何实现 智能化的路由和调度。这不是关于具体的网络协议设计，而是关于 “构建一个在宇宙尺度上运行的、智能化的信息高速公路” 的宏大愿景。 四、 挑战与机遇：从理论到实践的鸿沟 当然，将X射线通信从理论推向实践，需要克服无数巨大的技术挑战。这包括但不限于： X射线源的 miniaturization 与 efficiency： 如何在保证足够功率的同时，将X射线源做得足够小巧、能量效率足够高，以便于集成到航天器上？ X射线探测器的 sensitivity 与 selectivity： 如何制造出能够高效、精确地接收X射线信号，并区分目标信号与背景噪声的探测器？ X射线束的指向性与稳定性： 如何精确地控制X射线束，使其在漫长的星际空间中始终指向目标，并抵御各种外部干扰？ 信息编码与解码的创新： 如何设计出更高效的X射线编码方案，以最大化信息传输密度？ 安全性与可靠性： 如何确保X射线通信的安全性，防止信号被截获或干扰？ 本书将不会深入到具体的工程设计层面，而是对这些 挑战的本质进行深入剖析。我们将从物理学的角度，去理解这些问题的 “根源”，并思考 “可能突破的方向”。它将是一场关于 “如何将科幻变成科学，将设想变为现实” 的头脑风暴。我们不仅要看到挑战，更要看到隐藏在挑战背后的 巨大机遇。每一次的技术突破，都将意味着人类在宇宙探索道路上迈出更坚实的一步。 五、 拓展的想象空间：X射线通信的未来应用 一旦空间X射线通信成为可能，它将极大地拓展我们对宇宙的认知边界，并带来一系列革命性的应用： 深空探测的“实时化”： 想象一下，科学家能够实时接收来自遥远星系探测器传回的清晰图像和数据， virtually experiencing 异域星球的环境。 星际殖民的支撑： 未来人类如果要在其他星系建立永久殖民地，高效、可靠的通信将是生命线。X射线通信将为跨越光年的信息传递提供可能。 地外智慧文明的沟通： 如果我们能够接收来自地外文明的X射线信号，它将为我们理解宇宙生命提供前所未有的证据。反之，我们也可能通过X射线向宇宙发送我们的信息。 天文学研究的新视角： X射线通信本身也可能成为一种全新的天文学观测工具，例如通过分析宇宙中X射线的传播特性来探测暗物质、暗能量等神秘物质。 本书的最后一章，将是对这些 充满想象力的未来场景的描绘。我们将跳出当前的限制，去畅想X射线通信将如何 深刻地改变人类文明的进程，如何让我们真正成为一个 “宇宙中的文明”。这是一种 前瞻性的思考，一种对未知宇宙的浪漫憧憬。 结语 《空间X射线通信概论》并非一本“教你如何做”的书，而是一本 “激发你思考”的书。它旨在为那些对宇宙通信的未来充满好奇的读者，提供一个 宏观的视角、深刻的洞察、以及无限的想象空间。通过对X射线通信的潜力、挑战与未来应用的深入探讨，我们希望能够播下科学探索的种子，激励新一代的科学家和工程师，去构筑一个更加互联互通的宇宙。这本书，将是你探索宇宙通信未知前沿的起点。

评分☆☆☆☆☆

天哪，我从来没想过有一天能读到这么深入浅出的关于空间X射线通信的书！这本书的内容简直是把我从一个门外汉，硬生生拉进了这个充满科技魅力的领域。一开始我以为会很枯燥，都是些晦涩难懂的公式和理论，但出乎意料的是，作者的叙述方式非常引人入胜。他巧妙地将一些复杂的物理概念，比如X射线的特性、传播路径上的各种影响因素，用形象的比喻和生动的例子解释清楚，让我这个非专业人士也能轻松理解。我特别欣赏书中关于信息编码和数据传输效率的论述，这让我对如何高效地在遥远的太空传输海量数据有了全新的认识。书中还详细介绍了不同类型的X射线源和探测器，以及它们在通信系统中的应用，这让我意识到，原来实现空间X射线通信，需要如此多的技术支撑和精密的设备。读完这部分，我感觉自己就像是在参加一场关于未来通信技术的知识盛宴，收获满满，意犹未尽。

评分☆☆☆☆☆

这次偶然的机会读到这本书，真是一次非常愉快的学习体验。我一直对宇宙探索充满了兴趣，但往往能接触到的信息都比较零散，这本书就像一个系统性的指南，将空间X射线通信的方方面面都梳理得井井有条。我特别喜欢书中关于通信链路建立和维护的章节，它详细讲解了如何在极端的空间环境中，确保信号的稳定性和可靠性。书中对各种噪声源的分析，以及如何通过信号处理技术来抑制这些噪声，让我深刻体会到空间通信的挑战性。此外，作者还对未来空间X射线通信技术的发展趋势进行了展望，这让我看到了这项技术在深空探测、行星际导航甚至星际通信方面的巨大潜力。读完这本书，我不仅对空间X射线通信有了更全面的认识，也更加坚信科技的力量能够帮助我们探索更广阔的未知世界。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最初是被书名吸引的，以为只是简单介绍一下X射线通信的基础知识，但这本书的内容完全超出了我的预期，让我惊喜连连。它不仅仅是概念的介绍，更深入地探讨了实现空间X射线通信所面临的实际挑战和技术解决方案。我尤其被书中关于信道建模和性能评估的部分所震撼，它用严谨的数学模型和仿真分析，揭示了在复杂的空间环境中，信号传输的种种不确定性。作者还详细阐述了各种先进的编码和解码技术，以及它们如何提升通信的鲁棒性和效率，这让我对现代通信技术有了更深刻的理解。读完这本书，我不仅对空间X射线通信有了全新的认识，也对科学家和工程师们在克服重重困难，实现这项前沿技术方面所付出的努力，充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是彻底颠覆了我过去对通信技术的认知！我一直以为通信就是电话、网络、Wi-Fi之类的，没想到还有如此宏大的视角。当我翻开它，第一眼就被那些描述星际尺度通信的震撼场景所吸引，仿佛自己置身于浩瀚的宇宙中，与遥远的探测器进行着无声的对话。作者用非常通俗易懂的语言，却又不失科学严谨性地，一点点揭开了空间X射线通信的神秘面纱。我尤其喜欢其中关于信号衰减和干扰的章节，原来在真空环境下，光信号也不是无往不利的，需要克服的挑战远比我想象的要复杂得多。书中对各种调制解调技术的介绍，也让我大开眼界，原来不同的通信场景需要如此精妙的设计。读完这一部分，我开始思考，未来我们真的可以通过X射线与外星文明建立联系吗？这种可能性带来的想象空间，简直太令人激动了！总而言之，这本书不仅增长了我的知识，更点燃了我对宇宙和科学的无限好奇心，让我觉得我们所处的这个世界，远比我们日常所见的要精彩得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的启发，远不止于对某个科技领域的了解，更是一种对未来可能性的畅想。我一直对科幻作品中的星际旅行和跨时空交流充满幻想，而这本书则用扎实的科学理论，为这些幻想提供了现实的基石。书中关于X射线通信在宇宙尺度上的应用前景，以及它如何可能成为我们与遥远星系进行信息交流的桥梁，让我热血沸腾。作者对不同通信协议和网络架构的探讨，也让我看到了未来空间通信网络的复杂性和智能化程度。更让我感到振奋的是，书中还提到了关于量子通信在空间X射线通信中的潜在应用，这简直是未来通信技术的终极畅想！读完这本书，我感觉自己仿佛站在了科技发展的潮头，对人类的未来充满了信心和期待。