空間X射綫通信概論 趙寶升 等 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙寶升 等 著

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• 空間通信
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• 無綫通信
• 電磁波傳播
• 空間技術
• 信息傳輸
• 前沿技術
• 學術著作

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030477187

商品編碼：29332768451

包裝：平脊精裝

齣版時間：2017-01-01

基本信息

書名：空間X射綫通信概論

定價：98.00元

作者：趙寶升 等

齣版社：科學齣版社有限責任公司

齣版日期：2017-01-01

ISBN：9787030477187

字數：

頁碼：

版次：31

裝幀：平脊精裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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星辰間的耳語：深空通信的奧秘與前沿 浩瀚宇宙，無垠星海，人類探索的腳步從未停歇。當探測器遠航至遙遠的行星，當空間站漂浮在地球之上，當衛星編織起環繞世界的網絡，一項至關重要的技術支撐著這一切的運轉——那就是空間通信。而在這片寂靜而遼闊的疆域中，一束束肉眼不可見的射綫，正承載著信息，穿越萬古星辰，構建起我們與宇宙對話的橋梁。 本書旨在深入淺齣地揭示空間X射綫通信這一前沿領域的獨特魅力與核心技術。我們將首先迴溯通信技術的演進，理解從電磁波到X射綫的飛躍所帶來的顛覆性變革。X射綫，因其穿透力強、頻帶寬、聚焦性好等特點，在特定空間通信場景下展現齣無與倫比的優勢。然而，它的産生、傳輸、接收以及與現有通信體製的融閤，也帶來瞭前所未有的挑戰。 一、 X射綫通信的“為什麼”：空間環境的嚴苛考驗與X射綫的獨特解決方案 在地球大氣層下，我們早已習慣瞭無綫電波、微波甚至可見光通信，它們便捷高效，覆蓋廣泛。然而，一旦踏入深邃太空，情況便截然不同。 遠距離傳輸的巨大損耗： 空間尺度是驚人的。光年計的距離意味著信號需要穿越難以想象的空間。傳統的無綫電波在如此遠的距離下，信號衰減極為嚴重，需要巨大的天綫和極高的發射功率纔能勉強捕捉到微弱的迴聲。這不僅增加瞭探測器和衛星的能耗和體積，也限製瞭通信速率和信息量。 空間乾擾的復雜性： 太空中充斥著各種輻射源，從太陽耀斑到宇宙射綫，再到行星磁場的作用，都會對通信信號産生乾擾。傳統的通信方式容易受到這些背景噪聲的影響，導緻信息丟失或失真。 物理遮擋與路徑選擇： 探測器在執行任務時，可能需要穿越小行星帶、行星環，或者與母星處於同一方嚮，導緻信號被物理遮擋。這時候，如果通信波段能夠繞過這些障礙，或者擁有極強的穿透性，將為任務的成功提供重要的保障。 通信帶寬的極限： 隨著探測任務日益復雜，需要傳輸的數據量也呈指數級增長，包括高分辨率圖像、科學探測數據、遙測信息等。傳統通信方式的帶寬瓶頸，使得信息迴傳的效率低下，極大地影響瞭科學研究的進度。 正是基於這些嚴峻的挑戰，X射綫通信開始進入科學傢的視野。X射綫，作為一種高能電磁波，擁有極高的頻率和極短的波長。這意味著： 極高的信息攜帶能力： 極短的波長意味著在相同空間內可以集成更多的信息單元，從而實現更高的通信速率，更快地將寶貴的數據傳迴地球。 強大的穿透性： X射綫能夠穿透大部分物質，這意味著即使有行星、衛星甚至塵埃雲的阻擋，信號依然能夠相對穩定地傳輸，大大提高瞭通信的魯棒性。 聚焦性強，指嚮性好： X射綫的衍射效應相對較小，更容易實現高指嚮性的聚焦傳輸，這有助於減少能量的散射，提高信號的接收強度，同時也降低瞭被第三方竊聽的風險。 抗乾擾能力： 在某些特定頻段，X射綫的背景噪聲相對較低，並且其穿透性使其不易受到低能輻射的乾擾，能夠提供更純淨的通信鏈路。 當然，X射綫通信也並非萬能，它的發展伴隨著一係列獨特的挑戰，本書將在後續章節中進行詳細探討。 二、 X射綫通信的關鍵技術：從源頭到接收的精密鏈條 要實現X射綫通信，我們需要構建一個完整而高效的通信鏈條，其中每一個環節都至關重要。 X射綫源的産生與調製： 微聚焦X射綫源： 如何在空間有限、能耗受限的條件下，産生足夠強度且可控的X射綫束，是核心問題之一。這涉及到新型X射綫光源的設計，例如基於電子加速和聚焦技術的微型X射綫發生器。 信息調製技術： X射綫的強弱、頻率或偏振等特性，都可以被用來編碼信息。如何將數字信號轉化為X射綫的物理特性，實現高效的幅度和相位調製，是提高通信速率的關鍵。這需要精密的光學係統和電子控製技術。 能量效率： X射綫源的能量消耗是需要考慮的重要因素，尤其對於長距離深空探測任務。開發低能耗、高效率的X射綫産生和調製技術，是實現可持續通信的基礎。 X射綫傳輸的路徑與光學係統： X射綫聚焦與準直： X射綫的光學元件與可見光光學元件有很大不同，需要特殊設計的聚焦鏡（如薩格納剋鏡、多層膜反射鏡）來有效地聚焦和準直X射綫束，確保信號能夠定嚮傳輸並最大化能量利用率。 自由空間傳輸： 在真空環境中，X射綫的傳輸基本遵循直綫傳播規律，但也會受到引力透鏡效應等宇宙現象的影響。對這些效應的理解和補償，對於長距離通信至關重要。 大氣層穿透（地球站接收）： 當X射綫信號抵達地球時，需要考慮大氣層的吸收和散射。雖然X射綫穿透力強，但在特定波段，大氣的影響依然不可忽視。需要選擇閤適的接收窗口，並可能采用一定的信號校正技術。 X射綫探測與解碼： 高靈敏度X射綫探測器： 接收端需要能夠捕捉到極其微弱的X射綫信號，並將其轉化為電信號。這需要高性能的X射綫探測器，例如矽漂移探測器（SDD）、CCD或CMOS傳感器等，它們必須具備高量子效率、低噪聲和快速響應的特性。 信號解碼與糾錯： 接收到的X射綫信號可能受到各種噪聲和乾擾的影響。先進的信號處理算法和糾錯編碼技術，對於從嘈雜的信號中恢復原始信息至關重要，以保證數據的完整性和準確性。 數據傳輸速率的提升： 如何設計更優化的調製解調方案，配閤高效的探測器，以實現更高的比特率（bps），是未來研究的重點。 與現有通信係統的融閤： 多模態通信： X射綫通信並非要完全取代現有的通信方式，而是可能作為一種補充或增強手段。如何將X射綫通信與傳統的無綫電通信、激光通信相結閤，形成多模態、協同工作的通信網絡，以應對不同場景下的通信需求，是重要的研究方嚮。 地麵接收站的升級： 接收X射綫信號需要專門的地麵設備，這可能意味著需要對現有的深空通信地麵站進行技術升級，或者建設全新的X射綫接收設施。 三、 X射綫通信的應用前景：塑造未來的深空探索與星際聯係 X射綫通信的獨特優勢，預示著其在未來的空間探索和通信領域擁有廣闊的應用前景。 深空探測的“高速公路”： 更遠的探索邊界： 藉助X射綫通信，我們可以派遣探測器前往更遙遠的行星、彗星甚至太陽係邊緣，並將高清圖像和大量科學數據實時或近實時地傳迴地球，極大地拓展人類認知的邊界。 實時任務控製： 對於執行復雜任務的探測器，如火星著陸器、土星探測器等，實時或近實時的數據迴傳對於任務的成功至關重要。X射綫通信能夠提供更低的延遲，使得地麵控製人員能夠更及時地做齣決策，應對突發狀況。 高通量科學數據傳輸： 未來，太空望遠鏡和探測器將産生海量的高分辨率數據。X射綫通信的高帶寬特性，能夠高效地傳輸這些數據，加速科學研究的進程，幫助我們更快地揭示宇宙的奧秘。 空間站與地球的“穩定連接”： 未來空間站的通信升級： 隨著空間站規模的擴大和功能的增強，對通信帶寬和穩定性的要求將不斷提高。X射綫通信可以作為一種補充，為空間站提供更可靠、更高帶寬的通信鏈路，支持更多實驗和應用。 天基資源利用： 未來，我們可能會在月球或小行星上建立基地，進行資源開采和利用。X射綫通信可以為地月、地月天體之間的通信提供高效率的解決方案。 星際探索的“信標”： 尋找地外文明： 一些科學傢設想，如果存在地外文明，他們也可能利用X射綫進行通信。研究X射綫通信技術，有助於我們理解可能存在的星際通信方式，並為我們探測和迴應潛在的星際信號提供技術基礎。 未來星際殖民的通信需求： 如果人類未來能夠實現星際旅行和殖民，X射綫通信將是必不可少的技術支撐，它能夠幫助我們與遙遠的傢園保持聯係，傳遞重要信息。 軍事與安全應用： 高安全性通信： X射綫的聚焦性和穿透性，使其在軍事通信領域具有潛在應用價值，例如為偵察衛星提供高安全性、高帶寬的通信鏈路，降低被截獲的風險。 反導係統與預警： X射綫探測技術與通信技術結閤，可能在導彈預警、目標識彆等領域發揮作用。 結語 空間X射綫通信，是一門融閤瞭物理學、天文學、電子工程、材料科學和計算機科學的交叉學科。它的發展，不僅僅是技術的突破，更是人類嚮宇宙深處延伸的意誌和能力的體現。從基礎理論的研究，到關鍵器件的開發，再到係統的集成與驗證，每一步都充滿瞭挑戰與機遇。 本書將帶領讀者一起，穿越X射綫的微觀世界，探索它們在星辰大海中傳遞信息的壯麗圖景，展望這項技術將如何重塑我們與宇宙的交流方式，開啓人類探索未知的新紀元。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常簡潔大氣，深邃的宇宙背景搭配醒目的書名，立刻就吸引瞭我的注意。我一直對探索宇宙充滿好奇，尤其是那些看不見卻無處不在的射綫。當我在書店裏看到這本書時，直覺告訴我，這或許是我一直在尋找的那扇通往未知領域的大門。這本書的齣版，無疑為對空間X射綫通信感興趣的讀者提供瞭一個寶貴的學習資源。從書名就能感受到其內容的深度和專業性，“概論”二字預示著它將為我們係統性地介紹這一新興領域的基礎知識和發展前沿。考慮到趙寶升教授在相關領域的深厚造詣，我對書中內容的嚴謹性和前瞻性充滿信心。我期待這本書能夠深入淺齣地講解空間X射綫通信的基本原理，比如X射綫的産生、傳播、探測機製，以及如何利用這些特性進行信息傳輸。同時，我也非常希望書中能探討當前空間X射綫通信技術麵臨的挑戰，例如如何剋服信號衰減、乾擾以及如何實現高效的數據編碼和解碼。更重要的是，我希望書中能夠勾勒齣這項技術未來的發展藍圖，它可能在深空探測、地外文明搜尋、乃至未來星際網絡構建中扮演怎樣的角色。這本書的齣現，讓我覺得離那些科幻小說中的場景又近瞭一步。

評分☆☆☆☆☆

我一直對科學史和前沿技術的發展有著濃厚的興趣，而“空間X射綫通信”這個概念，在我看來，是人類探索未知邊界的又一次偉大嘗試。這本書的齣現，讓我對這個新興領域充滿瞭好奇。我期待書中能夠詳細介紹X射綫通信的理論基礎，包括其在物理學上的原理，以及如何將這些原理轉化為實際的通信技術。我會特彆關注書中是否會探討X射綫通信的優勢，例如其高能量帶來的穿透性，以及在某些特定環境下可能比傳統通信方式更具優勢。同時，我也非常想瞭解，目前在實現空間X射綫通信方麵，我們所麵臨的最大的技術挑戰是什麼？比如，如何産生足夠強大且定嚮的X射綫信號？如何設計齣能夠高效接收和解碼X射綫信號的探測器？以及如何剋服星際空間的各種乾擾，確保通信的可靠性？我希望這本書能夠為我解答這些疑問，並能啓發我思考這項技術在未來可能帶來的顛覆性變革。無論是對於深空探測任務的通信優化，還是對於未來星際探索的設想，空間X射綫通信都可能扮演著至關重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，厚重的紙張和清晰的排版讓人眼前一亮。我迫不及待地想知道，作者是如何將如此復雜深奧的“空間X射綫通信”概念呈現給讀者。在我看來，這不僅僅是一本科普讀物，更可能是一本奠定理論基礎的學術著作。我一直對利用非可見光進行通信充滿幻想，而X射綫作為一種高能電磁波，其在信息傳輸上的潛力是巨大的，但也同樣充滿瞭技術難題。這本書的“概論”性質，我理解為它應該包含從最基礎的物理概念講起，比如X射綫的波長、能量特性，與可見光、無綫電波的對比，以及它們各自的優缺點。然後，自然會涉及到X射綫通信的傳輸模型，包括如何生成高強度的X射綫束，如何進行精確的定嚮，以及在太空中如何接收這些信號。我特彆關注書中是否會提到當前實現X射綫通信的技術瓶頸，例如X射綫源的穩定性、探測器的靈敏度以及如何剋服宇宙背景輻射的乾擾。此外，我對於書中是否會涉及具體的應用場景，例如在行星際探測器之間的通信，或者更具想象力的，在搜尋地外文明生命（SETI）項目中的潛在應用，抱有極大的期待。這本書的齣現，無疑為我們打開瞭一個全新的視角來理解宇宙通信的可能性。

評分☆☆☆☆☆

看到這本書的標題，我的第一反應是它似乎觸及到瞭科學前沿的一個非常有趣的領域。空間X射綫通信，這個名字本身就充滿瞭科幻色彩，但又暗示著其背後蘊含著深厚的科學原理。我一直對那些超越常規的通信方式很感興趣，而X射綫作為一種高能射綫，其在通信上的應用無疑是充滿挑戰和潛力的。我希望這本書能夠係統地介紹X射綫通信的誕生背景，例如，是什麼樣的科學發現和技術進步促使科學傢們開始探索這一領域？書中是否會詳細闡述X射綫通信的基本原理，包括X射綫的産生、傳播和探測方式，以及如何利用這些特性來實現信息的編碼和解碼？我尤其關注書中對於當前技術瓶頸的討論，例如，如何剋服X射綫在大氣層中的吸收，如何在太空中實現精確的指嚮和遠距離傳輸，以及如何提高信號的信噪比。此外，我也期待書中能夠展望這項技術未來的發展前景，它是否可能在未來的太空探索、甚至地外文明搜尋中發揮關鍵作用？這本書的齣現，讓我對宇宙通信的想象空間得到瞭極大的拓展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字立刻吸引瞭我，因為它觸及瞭一個我一直覺得充滿神秘和未來感的領域——空間X射綫通信。作為一名對科學充滿好奇心的普通讀者，我一直以來都在思考，除瞭我們熟悉的無綫電波，還有哪些更先進、更強大的方式可以實現星際間的通信。X射綫，這種具有高能量和穿透性的電磁波，似乎是理論上非常適閤遠距離、高密度信息傳輸的載體。我希望這本書能夠像一本入門指南一樣，為我揭開X射綫通信的神秘麵紗。我會非常期待書中能夠用清晰易懂的語言，解釋X射綫通信的基本原理，比如X射綫是如何被産生、如何被調製以攜帶信息，以及在廣袤的太空中如何有效地接收這些信號。我同樣對書中關於當前技術挑戰的論述感興趣，例如，如何解決X射綫信號的衍射和散射問題？如何設計齣能夠在極端太空環境下工作的X射綫發射器和接收器？以及如何應對宇宙射綫和其他背景輻射的乾擾？更重要的是，我希望這本書能夠勾勒齣X射綫通信在未來太空探索中的應用前景，比如，它是否能成為深空探測器與地球之間進行高效通信的有力工具？這本書的齣現，讓我對接下來的宇宙探索充滿瞭更多期待。