基於偏振移位鍵控的大氣激光通信關鍵技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉智趙義武劉丹方韓韓倪小龍等... 編

圖書標籤:

• 大氣激光通信
• 偏振移位鍵控
• 光通信
• 偏振復用
• 大氣傳輸
• 調製解調
• 自適應光學
• 信道編碼
• 激光通信係統
• 通信工程

店鋪： 火把圖書專營店

齣版社： 科學

ISBN：9787030569509

商品編碼：29717635217

開本：16

齣版時間：2018-03-01

基本信息

• 商品名稱：基於偏振移位鍵控的大氣激光通信關鍵技術
• 作者：劉智//趙義武//劉丹//方韓韓//倪小龍等
• 定價：78
• 齣版社：科學
• ISBN號：9787030569509

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2018-03-01
• 印刷時間：2018-03-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：152
• 字數：200韆字

內容提要

偏振特性被認為是激光在大氣中傳輸*為穩定的 特徵，偏振移位鍵控（Polarization Shift Keying, PolSK）技術屬於偏振調製，是一種新興的 無綫光通信調製技術，它是利用偏振光作為載波，把 信息編碼到它的偏振態上，是一種無閾值調製方式， 對大氣信道造成的影響有較強的抑製作用。因此，對 基於偏振移位鍵控的偏振編碼技術的研究將為提高空 間光通信係統綜閤性能提供新方法與新途徑。
     劉智、趙義武、劉丹、方韓韓、倪小龍、陶宗慧 著的《基於偏振移位鍵控的大氣激光通信關鍵技術》 對基於偏振移位鍵控的大氣激光通信係統的原理及關 鍵技術進行瞭深入研究與探討。全書共分六個部分， 分彆係統介紹瞭空間激光通信技術及激光偏振調製技 術的發展現狀、基於偏振移位鍵控的大氣激光通信係 統組成和工作原理、激光信號偏振移位鍵控調製技術 的原理和實現方法、大氣信道中GSM光束的偏振傳輸 特性、基於圓偏振移位鍵控的大氣激光通信係統半實 物仿真係統構建與實驗結果分析、基於液晶可變相位 延遲器的偏振激光信號源以及相乾度**可控的部分 相關激光源的原理和實現方法。
     本書可供從事激光技術、空間激光通信技術的科 技工作者研究參考，也可供光學工程、信息與通信工 程領域的技術人員、大專院校師生閱讀和參考。
    

目錄

前言
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究目的與意義
1.3 **外研究現狀
1.3.1 空間激光通信技術研究與應用概況
1.3.2 激光偏振調製技術相關研究與應用國外研究概況
1.3.3 激光偏振調製技術相關研究與應用**研究概況
1.4 主要內容及結構安排
第2章 基於偏振移位鍵控的大氣激光通信係統原理
2.1 引言
2.2 基於偏振移位鍵控的大氣激光通信係統的組成
2.3 CPolSK調製在大氣激光通信係統中的優勢
2.3.1 通信係統收發端無需坐標軸對準
2.3.2 調製信號抗乾擾性強
2.4 基於PolSK的大氣激光通信係統的關鍵技術
2.5 本章小結
第3章 激光信號偏振移位鍵控調製技術
3.1 引言
3.2 激光偏振特性描述
3.2.1 光波偏振態
3.2.2 光波偏振度
3.3 偏振移位鍵控技術原理
3.4 大氣激光通信係統中的強度調製與偏振調製性能比較
3.4.1 各種激光強度調製方式介紹
3.4.2 調製方式性能分析
3.5 基於鈮酸鋰晶體的偏振態調製技術
3.6 本章小結
第4章 大氣信道中GSM光束的偏振傳輸特性
4.1 引言
4.2 大氣信道的湍流效應
4.2.1 大氣湍流的形成
4.2.2 大氣摺射率結構常數
4.2.3 大氣摺射率起伏功率譜密度
4.3 大氣湍流對激光傳輸的影響
4.4 部分相乾、部分偏振的GSM光束偏振傳輸特性研究
4.4.1 相乾性和偏振性統一理論
4.4.2 GSM光束在湍流環境中的傳輸公式
4.4.3 GSM光束在湍流環境傳輸的偏振特性研究
4.5 湍流環境激光偏振傳輸特性半實物仿真研究
4.5.1 大氣湍流模擬裝置介紹
4.5.2 湍流環境激光偏振傳輸特性半實物仿真係統組成
4.5.3 半實物仿真結果分析
4.6 本章小結
第5章 基於CPolSK的大氣激光通信係統半實物仿真
5.1 引言
5.2 偏振移位鍵控係統與OOK係統性能對比
5.2.1 偏振移位鍵控與OOK通信係統構建
5.2.2 性能分析
5.3 高速CPolSK通信係統的仿真研究

《光縴傳感網絡在精密測量與監控領域的應用研究》 內容簡介 本書深入探討瞭光縴傳感網絡在精密測量與監控領域的最新研究進展與關鍵技術。隨著科技的飛速發展，傳統測量方法在精度、實時性、環境適應性等方麵已顯現齣局限性，而光縴傳感技術以其高精度、抗電磁乾擾、分布式監測能力強、可遠程傳輸等獨特優勢，正逐步成為精密測量與監控領域不可或缺的核心技術。本書旨在係統梳理光縴傳感網絡的理論基礎、關鍵傳感原理、網絡構建技術、數據處理方法以及在不同應用場景下的具體實踐，為相關領域的研究人員、工程師和學生提供一本詳實、全麵的參考書籍。 第一章 緒論 本章首先闡述瞭精密測量與監控在現代工業、科學研究、基礎設施建設和社會安全等領域的重要性，並分析瞭當前傳統測量技術麵臨的挑戰。隨後，詳細介紹瞭光縴傳感技術的起源、發展曆程及其相對於其他傳感技術的優勢，引齣光縴傳感網絡作為一種新型、高效的測量與監控解決方案的必要性。本章還將概述本書的整體結構和各章節的主要內容，為讀者構建一個清晰的學習路徑。 第二章 光縴傳感基本原理 本章將係統介紹構成光縴傳感網絡的核心——光縴傳感器的基本工作原理。我們將從光在光縴中的傳輸特性齣發，重點闡述基於摺射率變化、光縴長度變化、應力形變、溫度變化以及其他環境參數變化的光學傳感機製。內容將涵蓋： 乾涉型光縴傳感器： 包括馬赫-曾德爾（Mach-Zehnder）乾涉儀、薩格納剋（Sagnac）乾涉儀等，分析其傳感原理、結構特點及靈敏度影響因素。 衍射型光縴傳感器： 重點介紹光柵型傳感器，如長周期光柵（LPFG）和分布式布拉格光柵（FBG），詳述其光譜特性與外界環境參數的響應關係，並討論FBG在應變、溫度傳感中的應用。 腔體型光縴傳感器： 介紹微腔、法布裏-珀羅（Fabry-Perot）腔等結構如何作為傳感元件，通過腔內模式的變化來檢測環境參數。 非綫性效應型傳感器： 簡要介紹拉曼散射、布裏淵散射等光縴自身非綫性效應如何用於傳感，為分布式傳感提供理論基礎。 本章將通過詳細的數學模型和物理示意圖，幫助讀者深入理解各種傳感原理的內在機製。 第三章 光縴傳感網絡構建技術 本章聚焦於如何構建高效、可靠的光縴傳感網絡。我們將從網絡拓撲、信號傳輸、多路復用技術以及網絡管理等方麵進行深入探討： 網絡拓撲結構： 分析綫性、星型、環形、樹型等不同網絡拓撲的優缺點，以及在不同應用場景下的適用性。 光信號傳輸與處理： 討論光信號在光縴中的衰減、色散、非綫性效應等傳輸損耗，以及如何通過光放大器、信號再生等技術進行補償。 多路復用技術： 詳細介紹時分復用（TDM）、頻分復用（FDM）、波分復用（WDM）和空分復用（SDM）等技術在光縴傳感網絡中的應用，以及如何實現對多個傳感點的信號進行高效區分和采集。 傳感網絡節點設計： 探討傳感節點的光學組件選擇、電子電路設計、數據采集與預處理單元的集成，以及節點的功耗管理和可靠性設計。 分布式傳感網絡： 重點介紹基於瑞利散射、布裏淵散射、拉曼散射的分布式光縴傳感技術，闡述其原理、係統構成及在長距離、大範圍監測中的優勢。 第四章 數據采集與處理技術 高質量的數據采集與有效的信號處理是實現精密測量與監控的關鍵。本章將深入探討光縴傳感網絡中的數據采集與處理技術： 數據采集係統： 介紹高性能光電探測器、模數轉換器（ADC）的選擇與應用，以及如何設計高采樣率、低噪聲的數據采集前端。 信號處理算法： 詳細介紹常用的信號濾波（如低通濾波、高斯濾波、小波濾波）、降噪（如平均法、卡爾曼濾波）技術，以及如何消除環境噪聲和儀器噪聲的影響。 特徵提取與模式識彆： 討論如何從原始傳感信號中提取反映物理參數的關鍵特徵，以及采用機器學習、深度學習等方法進行模式識彆，實現對復雜傳感信號的精準解讀。 數據融閤與校準： 介紹如何融閤來自不同傳感器的信息，提高測量精度和魯棒性。討論傳感器標定、校準方法，確保測量結果的準確性和可溯源性。 實時數據處理與分析： 探討如何構建實時數據處理平颱，實現對海量傳感數據的快速分析與預警，為決策提供及時支持。 第五章 應用實例與性能評估 本章將通過多個具體的應用實例，展示光縴傳感網絡在精密測量與監控領域的實際應用價值，並對係統的性能進行深入評估： 橋梁結構健康監測： 介紹如何利用光縴傳感網絡監測橋梁的應力、形變、振動等參數，及時發現結構損傷，預測潛在風險。 地下管綫泄漏監測： 闡述如何部署光縴傳感網絡對輸水、輸氣、輸油等地下管綫進行實時監測，實現早期泄漏預警，減少資源損失。 工業設備狀態監測： 探討如何將光縴傳感器應用於大型鏇轉機械、電力設備等，監測其溫度、振動、應力等關鍵參數，預測故障，優化維護。 環境監測與災害預警： 展示光縴傳感網絡在邊坡穩定監測、地質災害預警、環境汙染監測等方麵的應用。 精準農業應用： 介紹光縴傳感網絡如何監測土壤濕度、溫度、pH值等，為精準灌溉、施肥提供數據支持。 在每個應用實例中，都將詳細分析所采用的光縴傳感技術、網絡架構、數據處理流程，並結閤實際監測數據，對係統的精度、靈敏度、響應時間、可靠性等關鍵性能指標進行客觀評估，並與傳統監測方法進行對比分析。 第六章 未來發展趨勢與挑戰 本章將展望光縴傳感網絡在精密測量與監控領域的未來發展趨勢，並探討當前麵臨的技術挑戰與發展機遇： 微型化與集成化： 探討如何實現光縴傳感器的微型化、集成化，降低成本，提高部署密度。 智能化與自適應性： 展望傳感器網絡的智能化升級，實現自主診斷、自適應標定、智能決策。 與其他技術融閤： 探討光縴傳感網絡與物聯網（IoT）、大數據、人工智能（AI）等新興技術的融閤，構建更強大的監測與控製係統。 新型傳感機製探索： 關注新型光縴傳感材料和傳感機製的研發，例如基於納米材料、錶麵等離激元共振等的新型傳感器。 標準化與互操作性： 討論建立統一的標準，提高不同廠商、不同類型傳感網絡的互操作性。 安全性與隱私保護： 探討在數據采集與傳輸過程中，如何保障數據的安全性和用戶隱私。 本書力求理論與實踐相結閤，通過詳細的原理闡述、深入的技術分析和豐富的應用案例，全麵展示光縴傳感網絡在精密測量與監控領域的巨大潛力。希望本書能夠啓發讀者在相關領域進行更深入的研究和創新。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書的行文風格極其專業，幾乎沒有冗餘的修飾詞，每一個句子都承載著明確的技術信息。對於有一定光學和通信背景的讀者，這本書的價值在於其提供瞭大量的“深度挖掘”。例如，在討論相乾接收機設計時，書中對本振光場與信號光場的耦閤效率進行瞭詳細的量子力學層麵的探討，這已經觸及到瞭接收端前端設計的極限。它似乎在告訴讀者：如果你想在這個領域走得更遠，你必須理解從光子層麵到係統架構的每一個環節。我發現自己不得不經常停下來，對照相關文獻或進行一些快速計算來完全吸收其內容。這本書的真正價值不在於它告訴你“是什麼”，而在於它深度闡述瞭“為什麼是這樣”以及“如何纔能做得更好”，非常適閤那些想從理論研究轉嚮核心技術突破的研究人員。

評分☆☆☆☆☆

這本書的視角相當獨特，深入探討瞭傳統通信領域中相對小眾但極具潛力的技術分支。它不僅僅是關於激光通信的基礎理論介紹，更像是給那些希望在極端環境下實現可靠數據傳輸的工程師和研究人員的一份實戰指南。我特彆欣賞作者在構建理論框架時，對物理光學基礎的紮實把握，沒有迴避那些復雜的數學推導，但同時又能將復雜的概念清晰地呈現在讀者麵前。例如，關於信道衰落和噪聲模型的分析，非常貼閤實際大氣條件下的挑戰。書中對偏振態在湍流、大氣吸收和散射中的演化路徑的剖析，為理解係統性能瓶頸提供瞭關鍵的切入點。此外，它對調製解調方案的討論，超越瞭簡單的強度調製，直接進入瞭信息論在高斯噪聲和特定信道條件下的應用邊界，這一點對於追求極限速率和可靠性的讀者來說，無疑是極具價值的。它不是一本輕鬆的入門讀物，更像是一部需要耐心研讀的專業參考書，但迴報是巨大的知識深度和對下一代空間及近地激光通信係統的洞察力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的綜閤性令人印象深刻，它成功地搭建瞭一個從基礎大氣物理到復雜係統實現的完整技術生態圖景。我特彆贊賞作者對於“係統級優化”的強調，而不是僅僅關注某個單一模塊的性能提升。書中關於偏振移位鍵控（PSK）在不同大氣湍流強度下的性能對比，以及如何在實際部署中選擇閤適的信道編碼與偏振復用策略，提供瞭高度的集成性思考。它不僅僅是偏振技術和激光通信的簡單結閤，更是一種跨學科的係統工程思維的體現。讀完後，我感覺自己對如何設計一個能適應多變大氣環境、並且能在資源受限的平颱上高效運行的激光通信鏈路，有瞭一個非常清晰且可執行的藍圖。這本書是該領域內少有的，能夠提供從“原理突破”到“工程實現”完整鏈條指導的專業著作。

評分☆☆☆☆☆

對於一個長期關注信息傳輸安全和抗乾擾性的讀者來說，這本書提供瞭一種全新的、基於物理層麵的防禦視角。大氣激光通信的脆弱性常常被詬病，但本書通過深入挖掘偏振這一維度，展示瞭如何利用其正交性和相位信息來提高信噪比和抵抗某些環境噪聲。書中對於偏振敏感型探測器的性能分析和誤差源的細緻梳理，揭示瞭許多在常規光通信教材中被忽略的工程細節。我印象最深的是關於“偏振漂移”對係統誤碼率影響的建模，這個模型相當細緻，考慮瞭溫度、氣壓和微小機械振動等多個耦閤因素。這不隻是一本講如何“發”信息的書，更是一本教人如何“穩健地發”信息的寶典。它迫使我們重新審視傳統通信協議的假設，並開始思考如何利用更豐富的物理自由度來實現更魯棒的連接，這對於軍事通信、深空探測等高要求場景具有直接的指導意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構設計非常精巧，它沒有采用那種平鋪直敘的教科書式的敘事方式，而是更像是一場循序漸進的“技術冒險”。從第一章對大氣光學特性的宏觀描述開始，作者巧妙地引入瞭偏振作為信息載體的必要性，隨後便自然地過渡到各種調製格式的優劣對比。我注意到作者在討論偏振復用和偏振解調技術時，引入瞭大量實驗數據和仿真結果來佐證理論模型的有效性，這使得原本抽象的物理過程變得具體可感。尤其是關於偏振態保持和鏇轉的補償算法部分，內容詳實，提供瞭多種不同復雜度下的實現思路，這對於實際工程項目中的係統集成和優化是至關重要的參考。我感覺作者對每一個技術細節都傾注瞭極大的心力，使得讀者在閱讀過程中，能真切感受到那種“撥雲見日”的豁然開朗。它成功地將一個高度專業化的領域，以一種既嚴謹又富有啓發性的方式呈現瞭齣來，讓人忍不住想去嘗試設計自己的係統。