衛星光通信9787118103519 國防工業齣版社 馬晶,譚立英,於思源著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬晶，譚立英，於思源著 著

圖書標籤:

• 衛星通信
• 光通信
• 國防科技
• 信息技術
• 無綫通信
• 空間技術
• 通信工程
• 軍事技術
• 電子工程
• 信號處理

店鋪： 悟元圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118103519

商品編碼：29337272439

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2015-12-01

圖書基本信息
圖書名稱	衛星光通信
作者	馬晶,譚立英,於思源著
定價	88.00元
齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118103519
齣版日期	2015-12-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝-膠訂
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

本書可供衛星通信、光通信以及相關學科的科技工作者參考，也可作為大學高年級學生和研究生的教材或相關課程的參考書。

作者簡介

目錄

章 衛星光通信研究進展及應用背景 1.1 概述 1.2 衛星光通信研究進展 1.2.1 美國衛星光通信研究進展情況 1.2.2 歐洲衛星光通信研究進展情況 1.2.3 日本衛星光通信領域研究進展情況 1.2.4 中國衛星光通信領域研究概況 1.3 衛星光通信應用背景 參考文獻 第2章 衛星光通信終端光學係統設計物理基礎 2.1 概述 2.2 衛星光通信終端所處光學環境 2.2.1 星光背景噪聲分析 2.2.2 各鏈路星光背景仿真實驗 2.2.3 太陽背景噪聲分析 2.3 衛星光通信終端所處溫度場環境 2.3.1 在軌溫度場環境特點 2.3.2 在軌溫度場分布特性研究 2.3.3 在軌溫度場對係統性能影響的研究 2.3.4 45°反射鏡在軌溫度場分布對係統性能影響的仿真分析 2.4 衛星光通信終端所處輻射場環境 2.4.1 在軌輻射場環境特點 2.4.2 器件抗輻射要求 參考文獻 第3章 衛星光通信終端光學係統特點 3.1 概述 3.2 衛星光通信終端係統- 3.2.1 跟瞄子係統 3.2.2 通信子係統 3.2.3 其他子係統 3.3 光束發射子係統光學特點 3.3.1 光束發射子係統任務特點 3.3.2 光束發射子係統結構特點 3.3.3 光束發射子係統光學性能要求 3.4 跟瞄接收子係統光學特點 3.4.1 跟瞄接收子係統任務特點 3.4.2 跟瞄接收子係統結構特點 3.4.3 跟瞄接收子係統光學性能要求 3.5 通信接收子係統光學特點 3.5.1 通信接收子係統任務特點 3.5.2 通信接收子係統結構特點 3.5.3 通信接收子係統光學性能要求 參考文獻- 第4章 衛星光通信終端光學子係統設計 4.1 概述 4.2 光學天綫係統設計 4.2.1 光學天綫基本技術指標 4.2.2 摺射係統 4.2.3 反射係統 4.2.4 摺反係統 4.3 光束發射子係統光學設計 4.3.1 光束發射子係統光學基本技術指標 4.3.2 像差對光束發射子係統性能的影響 4.4 跟瞄接收子係統光學設計 4.5 通信接收子係統光學設計 4.5.1 反射式光學發射天綫中多個局部畸變對誤碼率的影響 4.5.2 透射式光學發射天綫中多個局部畸變對誤碼率的影響 參考文獻 第5章 光束捕獲、跟蹤和通信技術物理基礎 5.1 概述 5.2 軌道確定與預測 5.2.1 利用地麵觀測數據確定軌道 5.2.2 利用GPS數據預測軌道 5.3 激光大氣傳輸理論 5.3.1 大氣對激光傳輸影響概述 5.3.2 大氣激光衰減 5.3.3 大氣激光摺射 5.3.4 大氣對光束發射的影響 參考文獻 第6章 光束預瞄準和捕獲掃描技術 6.1 概述 6.2 坐標係建立 6.2.1 星上瞄準坐標係的建立 6.2.2 瞄準機構方位軸坐標係 6.3 瞄準理論 6.4 提前瞄準 6.5 預瞄準和角度獲取方法 6.5.1 基於GPS和星敏感器的衛星光通信跟蹤瞄準角度預測方法- 6.5.2 基於星載GPS的星間激光通信快速收斂光束跟蹤方法 6.6 捕獲理論 6.7 影響捕獲性能的因素分析 6.7.1 預瞄準誤差 6.7.2 衛星平颱振動 6.7.3 捕獲探測性能 6.8 捕獲掃描實現技術方法 6.8.1 掃描方式 6.8.2 掃描範圍選取 6.8.3 掃描重疊角設置 6.9 大氣對光束瞄準的影響 6.9.1 大氣對光信號偏差檢測的影響 6.9.2 大氣對通信信號探測的影響 6.9.3 大氣影響補償方法 參考文獻 第7章 光束跟蹤和振動補償技術 7.1 概述- 7.2 跟蹤理論 7.2.1 單嚮跟蹤 7.2.2 雙嚮跟蹤 7.3 影響跟蹤和振動補償因素分析 7.3.1 探測器的測角誤差 7.3.2 係統誤差 7.3.3 衛星平颱振動 7.4 穩定跟蹤控製及振動補償方法 7.4.1 瞄準角度誤差的約束條件 7.4.2 大均方差的約束條件 7.4.3 再生縱橫單嚮凸圖像形心方法 7.4.4 閾值分割法的選擇 7.5 跟蹤和振動補償地麵仿真模擬技術 7.5.1 實驗方案 7.5.2 衛星平颱振動的模擬 7.5.3 實驗裝置 7.5.4 實驗過程描述 7.5.5 實驗結果與分析 參考文獻 第8章 激光通信技術 8.1 概述 8.2 衛星激光通信鏈路性能需求分析 8.2.1 星地激光通信鏈路 8.2.2 星問激光通信鏈路 8.2.3 深空探測激光通信鏈路 8.2.4 天地一體化信息網絡激光通信鏈路 8.3 直接探測通信技術 8.3.1 直接探測原理 8.3.2 APD(雪崩光電二極管)探測器 8.4 相乾探測通信技術 8.4.1 空間背景光噪聲影響 8.4.2 相乾通信技術 8.4.3 相乾接收技術 8.4.4 相乾探測的信噪比 8.4.5 多普勒頻移對相乾通信的影響 8.5 魯棒自差接收方法 8.6 光縴耦閤效率 8.6.1 光縴耦閤的基本理論 8.6.2 光縴耦閤影響的理論模型 8.6.3 耦閤效率和優耦閤參數 參考文獻

編輯推薦

文摘

序言

星輝交織，光耀未來：衛星光通信的奧秘與前沿 在浩瀚的宇宙深處，璀璨的星辰不僅是人類仰望的浪漫，更是信息傳遞的無垠疆域。從最初的地麵通信到如今的無綫電波，人類對信息傳輸速度和容量的追求從未止步。而當目光投嚮太空，一種更為高效、安全、且充滿無限可能的信息傳輸方式——衛星光通信，正以前所未有的姿態，勾勒著未來通信的壯麗藍圖。 衛星光通信，顧名思義，是指利用光波作為載體，在地球與衛星之間，以及衛星與衛星之間進行信息傳輸的技術。它並非簡單的將光信號從地麵發射到衛星，而是涉及一整套精密而復雜的光學、電子學、通信理論以及航天工程的集成。與傳統的射頻通信相比，衛星光通信具有諸多顯著優勢： 一、 極緻的帶寬與速率： 光波的頻率遠高於射頻波，這意味著其能夠承載的信息量是射頻通信的成百上韆倍。想象一下，能夠瞬間傳輸一部高清電影，或者實現全球範圍內的實時超高清視頻會議，這在光通信的世界裏已不再是科幻。衛星光通信能夠提供TBps甚至PBps級彆的數據傳輸速率，徹底打破現有通信能力的瓶頸，為海量數據的處理和傳輸提供可能。 二、 無與倫比的安全性： 光束具有極強的方嚮性，其傳輸範圍相對狹窄，且極難被竊聽和乾擾。傳統的射頻信號容易受到電磁乾擾，也容易被截獲。而光信號在傳輸過程中，如果存在非法探測，會立即引起光功率的衰減，從而被通信係統檢測到。這種“點對點”的通信模式，極大地增強瞭通信的保密性，對於軍事、金融等對安全性要求極高的領域具有不可替代的價值。 三、 極低的功耗與體積： 相比於需要大功率發射器的射頻通信係統，光通信係統所需的能量更少，組件體積也更小。這對於資源有限的衛星平颱而言至關重要。更輕巧、更節能的設備意味著可以搭載更多載荷，或者延長衛星的在軌壽命，降低發射成本。 四、 頻段資源的解放： 射頻頻段資源日益擁擠，頻譜分配的復雜性和昂貴性已成為製約通信發展的因素之一。而光波的可用頻段幾乎是無限的，這為未來的通信容量增長提供瞭廣闊的空間。 五、 應對復雜環境的潛力： 盡管大氣層會對光信號産生一定的衰減和乾擾，但隨著技術的發展，通過先進的調製解調技術、波束穩控技術以及自適應光學技術，衛星光通信在穿透雲層、應對惡劣天氣方麵也展現齣越來越強的能力。 衛星光通信並非一蹴而就的技術，其發展曆程充滿瞭挑戰與突破。從最初的設想，到地麵驗證，再到如今的空間試驗和初步應用，每一個環節都凝聚著無數科研人員的心血。其核心技術涵蓋瞭以下幾個關鍵領域： （一） 光發射與接收技術： 這包括高性能的光源（如激光器）、高效的調製器、以及高靈敏度的光探測器。光源的穩定性和功率直接影響傳輸距離和速率，調製器的速度決定瞭信息編碼的效率，而探測器的靈敏度則關乎微弱光信號的捕捉能力。 （二） 光學係統設計： 空間光通信對光學係統的設計提齣瞭極高的要求。需要精確的望遠鏡來聚焦光束，高效的耦閤器來連接光路，以及精密的指嚮和跟蹤係統來保證發射和接收端的對準。在數萬公裏的距離上，微小的偏差都可能導緻通信失敗，因此，對光學係統的精度要求達到瞭納米級彆。 （三） 指嚮、跟蹤與對準（Acquisition, Pointing, and Tracking, AP-T）： 這是衛星光通信最為關鍵和復雜的技術之一。在地球與衛星之間，或者兩顆高速運行的衛星之間，保持光束的精確對準，如同在高速運動的列車上，用一束細小的激光精確地瞄準另一輛同速飛馳的列車上的一個小目標。AP-T係統需要快速、精確地捕獲目標，並在動態環境中實時跟蹤，補償軌道誤差、姿態抖動和空間擾動。這通常涉及到高精度傳感器、伺服係統和復雜的控製算法。 （四） 自由空間光通信（Free-Space Optics, FSO）： FSO是衛星光通信的基礎，研究的是光波在自由空間中的傳播特性、衰減機理和傳輸方式。這包括對大氣湍流、雨、霧、雪等環境因素對光信號影響的研究，以及相應的補償和抗乾擾技術。 （五） 星間鏈路（Inter-Satellite Link, ISL）技術： 隨著衛星星座的不斷壯大，星間鏈路成為實現全球無縫通信的關鍵。通過在衛星之間建立光通信鏈路，可以實現數據的快速傳輸，縮短數據在地麵站之間的繞行距離，提高全球信息網絡的效率和響應速度。例如，當衛星飛越海洋上空時，可以通過星間鏈路將數據傳輸給另一顆正在陸地上空的衛星，再由陸地衛星將數據傳迴地麵。 （六） 調製與編碼技術： 為瞭在有限的信號功率下最大化傳輸速率和魯棒性，需要采用先進的調製解調方案，如相乾光通信、高階調製格式（如QPSK、16-QAM等），以及高效的信道編碼技術，來抵抗噪聲和乾擾。 （七） 係統集成與測試： 將上述各項關鍵技術有機地集成到衛星平颱，並進行嚴格的空間環境測試，是實現衛星光通信應用的必要步驟。這涉及到對載荷的重量、功耗、熱控、抗輻射等方麵的綜閤考慮。 當前，衛星光通信正處於快速發展階段，並在多個領域展現齣巨大的應用潛力： 高軌衛星通信： 對於地球同步軌道（GEO）衛星，其距離地球遙遠，傳統的射頻通信麵臨帶寬限製。光通信能夠提供更高的帶寬，滿足未來高數據速率業務的需求，如高清視頻傳輸、遙感數據迴傳等。 低軌衛星星座： 以“星鏈”（Starlink）為代錶的低軌衛星星座，通過部署數韆顆衛星，旨在提供全球範圍內的寬帶互聯網接入。星間鏈路是實現低軌衛星星座高效運行的關鍵，光通信在此發揮著至關重要的作用。它能夠大幅降低信號在地麵站之間的傳輸延遲，實現真正的全球無縫覆蓋。 空間站與地麵站通信： 為空間站提供高速、大容量的數據傳輸，支持科學實驗數據的下傳、與地麵指揮中心的實時通信，以及為宇航員提供高速網絡服務。 深空探測： 為未來的深空探測任務提供超遠距離、超大帶寬的通信能力，支持海量科學數據的迴傳，如火星探測、小行星探測等。 軍事通信： 提供安全、可靠、高帶寬的通信鏈路，支持偵察、情報傳輸、指揮控製等關鍵任務。其高安全性特點，使其在軍事通信領域具有獨特的優勢。 地球觀測與遙感： 快速、高效地將海量的地球觀測數據迴傳至地麵，支持氣象預報、環境監測、災害預警等應用。 盡管衛星光通信前景光明，但其發展仍麵臨一些挑戰。例如，大氣對光信號的衰減和抖動仍然是需要解決的問題；高精度指嚮和跟蹤係統的復雜性和成本；以及在軌器件的長期可靠性等。然而，隨著技術的不斷進步和集成度的提升，這些挑戰正被逐步剋服。 展望未來，衛星光通信將不僅僅是通信技術的革新，它將成為連接地球與太空、連接不同區域、連接人類與信息的關鍵紐帶。它將賦能物聯網在太空的延伸，加速太空探索的步伐，並最終重塑我們對信息傳播和時空概念的認知。當我們的目光再次投嚮星空，那閃爍的星光，或許將不僅僅是遙遠的夢想，更是觸手可及的通信脈搏，承載著人類文明邁嚮更廣闊宇宙的希望與力量。

評分☆☆☆☆☆

從排版和印刷質量來看，這絕對是齣版社下瞭真功夫的一本專業書籍。紙張的質地很好，不像有些教材那樣一翻就容易起皺或者留下指紋，長時間閱讀眼睛也不會太疲勞。圖錶的繪製清晰度非常高，無論是復雜的係統框圖還是光場分布的示意圖，綫條都銳利分明，即便是非常細微的參數變化也能一目瞭然。這對於理解光通信中的能量傳輸和信號調製這些高度依賴視覺輔助的部分尤其重要。我特意去對照瞭一下書中提到的幾個關鍵公式，發現引用的符號和下標都非常一緻，這在跨章節學習時極大地減少瞭查找和混淆的可能。這種對細節的打磨，體現瞭編者和齣版方對知識傳遞的尊重。很多時候，一本好書的價值不僅在於其文字內容，更在於它如何將這些內容以最有效、最舒適的方式呈現給讀者，而這本絕對在這方麵做到瞭上乘。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很有意思，黑底白字的排版，配上一些抽象的光束綫條，雖然看起來有點老派，但很符閤專業書籍的調性。拿到手裏沉甸甸的，感覺內容一定很紮實。我之前對這個領域隻是有一些模糊的認識，更多是基於一些科普文章的瞭解，所以這次特意找來這本書想深入學習一下。這本書的引言部分寫得非常清晰，作者們並沒有急於拋齣復雜的公式和理論，而是先勾勒齣瞭衛星光通信的宏大圖景和它在未來信息社會中的重要地位，這一下子就抓住瞭讀者的興趣。特彆是他們提到的一些應用場景，比如深空探測和全球高速網絡覆蓋，聽起來就讓人熱血沸騰。初讀下來，感覺作者們在內容組織上非常用心，邏輯鏈條清晰，從基礎的光學原理到復雜的係統架構，層層遞進，沒有那種為瞭炫技而堆砌概念的感覺。對於我這樣一個初學者來說，這種循序漸進的講解方式簡直是福音，能讓我穩紮穩打地建立起知識體係，而不是被一堆術語淹沒。

評分☆☆☆☆☆

這本書在處理前沿技術方麵也體現齣極強的時效性和洞察力。在討論到星間鏈路和地空鏈路的協同工作時，作者們沒有停留在已有的成熟技術上，而是深入探討瞭激光相控陣和自適應光學技術在應對大氣抖動和保持波束指嚮精度方麵的最新進展。尤其是關於高波特率調製格式的選擇和對噪聲的抑製策略，書中提供瞭一種非常係統化的評估框架，讓我對不同方案的優劣勢有瞭更深刻的認識。這不像某些陳舊的教材，講的都是五年前的技術。這本書顯然是基於最新的研究成果和工程實踐總結齣來的，具有很強的指導意義。對於我們這些身處行業前沿、需要不斷學習新知識的人來說，它提供瞭一個堅實的理論基礎，同時又指明瞭未來技術演進的方嚮，避免瞭我們走彎路。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的難度是偏高的，它更適閤有一定光電基礎或者已經接觸過相關領域的研究生和工程師閱讀。它不是那種可以讓你在咖啡館裏輕鬆翻閱的讀物，它需要你帶著筆和草稿紙，去推敲每一個論證步驟。我在理解某個關於“光束穩定性和漂移補償”的章節時，光是重新畫圖和驗算就花瞭比預想多幾倍的時間。然而，正是這種挑戰性，讓我收獲頗豐。每次攻剋一個難點，都會有一種豁然開朗的感覺，這正是專業書籍的魅力所在——它迫使你跳齣舒適區，真正去掌握知識的精髓。這本書的價值不在於提供快速答案，而在於構建一個完整的認知結構，讓你在麵對未來更復雜的問題時，擁有解決問題的底層邏輯和工具箱。這是一種長期的投資，而非短期的速成。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節劃分做得非常精妙，可以看到作者對整個技術脈絡的深刻理解。比如，它在專門用瞭一章的篇幅來討論信道衰落和湍流效應，這在很多入門書籍裏往往是一筆帶過的內容。但在這裏，作者們不僅詳細分析瞭各種衰減機製的物理成因，還給齣瞭大量的實驗數據和仿真結果作為支撐，這對於我們進行係統設計時評估鏈路裕度至關重要。我特彆欣賞作者們在分析問題時所展現齣的那種嚴謹態度，他們不會輕易下一個斷言，而是會充分考慮到各種環境因素的耦閤影響。閱讀這部分內容時，我感覺就像是跟著經驗豐富的工程師在進行實地調研，他們不僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼會這樣”以及“我們該如何應對”。書中穿插的一些曆史案例和對比分析也很有啓發性，讓原本枯燥的理論學習過程變得生動起來，體會到技術發展的不易與創新性。