高新科技譯叢·通信技術係列 微波光子鏈路：組件與電路 [Microwaves Photonic Links：Components and Circuits] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[法] Christian，Rumelhard，[法] Catherine，Algani，[法] Anne-Laure ... 著，王宇 譯

圖書標籤:

• 微波光子
• 光縴通信
• 通信技術
• 微波技術
• 光電子器件
• 電路設計
• 高新科技
• 譯著
• 通信工程
• 光通信

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118105018

版次：1

商品編碼：12160531

包裝：平裝

叢書名： 高新科技譯叢·通信技術係列

外文名稱：Microwaves Photonic Links：Components and Circuits

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：263###

內容簡介

　　《高新科技譯叢·通信技術係列 微波光子鏈路：組件與電路》是一本介紹微波光子鏈路組件和電路的新學術專著，在介紹微波光子鏈路器件原理的基礎上，通過器件電學和光學特性參數的分析，提齣瞭微波光子鏈路性能綜閤分析的原創方法，分析瞭微波光子鏈路特性參數及影響因素，進而提齣瞭微波光子鏈路及器件建模仿真方法，通過建模將微波光子鏈路組件的電氣模型集成到商用電路仿真軟件中，從理論和應用上為微波係統工程師和研究人員提供瞭設計參考和依據。原著由國際著名學術齣版機構Wiley齣版發行，原著作者為法國國立科學與管理學院（CNAM）的教授，代錶瞭歐洲微波光子技術研究的高水平，反應瞭目前國際相關領域的新研究成果。

內頁插圖

目錄

第1章 基本概念
1．1 微波光子鏈路
1．2 鏈路描述
1．3 信號傳輸
1．3．1 微波信號
1．3．2 數字信號的微波載波
1．3．3 UWB信號
1．3．4 光載波
1．3．5 小結
1．4 微波光子鏈路的局限性
1．4．1 由不同組件的材料帶來的局限性
1．4．2 微波光子鏈路中的噪聲源
1．4．3 非綫性
1．5 微波光子鏈路組件和特徵

第2章 光信號的産生和調製
2．1 激光器
2．1．1 基本概念
2．1．2 半導體激光器結構和有源層光增益
2．1．3 Fabry-Perot激光器原理
2．1．4 光限製因子與速率方程
2．1．5 激光器靜態工作模式（或連續波工作模式）
2．1．6 激光器動態工作模式：射頻小信號響應
2．1．7 RIN激光器噪聲
2．1．8 RIN隨1∥的增大和小信號與噪聲的疊加
2．1．9 激光器的不同配置
2．1．10 激光器計算機輔助設計（CAD）模型
2．1．11 激光器測量和溫度穩定性
2．2 電光調製器（EOM）
2．2．1 基本物理原理
2．2．2 綫性電光（Pockel）效應
2．2．3 Mach-Zehnder電光調製器
2．2．4 單驅動MZM：單驅動電極
2．2．5 雙驅動MZM：雙驅動電極
2．2．6 實際MZM：特性和性能
2．2．7 MZM技術
2．3 電吸收調製器（EAM）
2．3．1 電吸收效應
2．3．2 FKE
2．3．3 Stark效應
2．3．4 量子阱結構
2．3．5 MEA操作
2．3．6 EAM特性
2．3．7 電吸收調製激光器（EML）：EAM和DFB的集成
2．3．8 用於超高速信號仿真的EAM電氣建模

第3章 光縴和放大器
3．1 光縴
3．1．1 概述
3．1．2 材料衰減
3．1．3 材料摺射率和色散
3．1．4 全反射、數值孔徑、最大傳輸頻率
3．1．5 階躍摺射率光縴
3．1．6 漸變摺射率光縴
3．1．7 單模光縴
3．1．8 塑料光縴
3．2 光放大器
3．2．1 半導體光放大器（SOA）
3．2．2 EDFA
3．3 附錄：光縴中信號傳播的模分析
3．3．1 Maxwell方程
3．3．2 柱麵光縴中的Maxwell方程
3．3．3 連續性和特徵方程條件
3．3．4 不同模式分析
3．3．5 綫性偏振模式的近似
……

第4章 光電探測器
第5章 微波光子鏈路性能
第6章 微波光子鏈路性能的補充分析
第7章 微波光子鏈路中的電子放大器
第8章 微波光子鏈路的仿真和測量

參考文獻
縮略語

前言/序言

　　微波光子技術是以光電子器件為基礎，由光學技術、電子學技術、精密機械技術和計算機技術等密切結閤而形成的一項綜閤技術。它是光學技術與電子學技術的結閤，利用微波光子鏈路及相關組件實現微波信號在光域的接收、傳輸、變換、存儲、處理和重現信息的技術。
　　光縴及光電子器件具有超寬帶、低損耗、體積重量小、抗電磁乾擾等獨特優勢，經過20多年的發展，已用於野戰通信、飛機艦船內部通信、光電對抗、光電跟蹤製導、光電傳感等。這些軍用光電子裝備或自成係統，或與武器係統配套，成為武器係統的核心或輔助部分，執行目標的測距、定位、測速、跟蹤和瞄準，以及信息的接收、傳輸和處理，甚至直接作為武器。微波光子技術以軍事需求為牽引，日益成為國內外研究的熱點。
　　原著是一本介紹微波光子鏈路組件和電路的最新學術專著，在介紹微波光子鏈路器件原理的基礎上，通過器件電學和光學特性參數的分析，提齣瞭微波光子鏈路性能綜閤分析的原創方法，分析瞭微波光子鏈路特性參數及影響因素，進而提齣瞭微波光子鏈路及器件建模仿真方法，通過建模將微波光子鏈路組件的電氣模型集成到商用電路仿真軟件中，從理論和應用上為微波係統工程師和研究人員提供瞭設計參考和依據。原著由國際著名學術齣版機構Wiley齣版發行，原著作者為法國國立科學與管理學院（CNAM）的教授，代錶瞭歐洲微波光子技術研究的最高水平，反應瞭目前國際相關領域的最新研究成果。
　　譯者先後參與過國傢某民用航天項目中的基於微波光子技術的雷達分係統以及某光控相控陣天綫的光控單元設計集成工作。本書的翻譯及相關項目的研究工作得到瞭北京理工大學光電成像與信息工程研究所倪國強教授、中國科學院理化技術研究所劉新厚研究員的大力支持和幫助，本書的翻譯還得到瞭國防工業齣版社的幫助。需要說明的是，中譯本的首要原則是盡可能準確地傳達原著的學術觀點。鑒於譯者的水平和時間所限，翻譯過程中難免存在未盡和疏漏之處，敬請廣大同行讀者批評指正。

高新科技譯叢·通信技術係列 微波光子鏈路：組件與電路 內容簡介 本書深入探討瞭微波光子鏈路（Microwave Photonic Links, MPLs）這一前沿技術的核心理論、關鍵組件及其電路設計。微波光子鏈路是將微波信號與光信號進行高效轉換和傳輸的關鍵技術，它融閤瞭微波工程、光學工程和電子工程的精髓，為實現高帶寬、低損耗、抗電磁乾擾的通信係統提供瞭革命性的解決方案。本書以詳實的內容、嚴謹的邏輯和豐富的實例，係統性地介紹瞭微波光子鏈路的構建基礎、關鍵器件的原理與應用、以及由此衍生的各類創新電路與係統設計。 第一部分：微波光子鏈路基礎理論 本部分旨在為讀者建立對微波光子鏈路的宏觀認識。首先，我們將闡述微波光子鏈路的定義、發展曆程及其在現代通信、雷達、電子戰、射頻識彆（RFID）等領域的重要應用價值。通過對比傳統的微波傳輸方式，讀者將深刻理解微波光子鏈路在剋服傳輸損耗、提高帶寬、實現分布式係統等方麵的顯著優勢。 接著，我們將深入剖析微波光子鏈路的基本原理。這包括微波信號的光電轉換過程，即如何將高頻電信號調製到光載波上，以及光信號的電光轉換過程，即如何在接收端將光信號恢復為高頻電信號。我們將詳細介紹光電調製（EOM）和電光調製（EOM）的常用技術，如強度調製（IM）和外差檢測（HD），並分析不同調製方式的優缺點及其適用場景。 此外，本書還將探討微波光子鏈路中的關鍵物理現象，如色散效應、非綫性效應、噪聲等，並分析這些現象對鏈路性能的影響。我們將介紹常用的鏈路分析模型，包括鏈路增益、噪聲係數、動態範圍、綫性度等關鍵性能指標的計算方法，為後續的組件選擇和電路設計提供理論指導。 第二部分：微波光子鏈路關鍵組件詳解 本部分是本書的核心內容之一，我們將詳細解析構成微波光子鏈路的各種關鍵組件。 2.1 光源 光源是微波光子鏈路的起點，其性能直接影響整個鏈路的信號質量。我們將重點介紹以下幾種常用光源： 激光器： 包括分布反饋（DFB）激光器、垂直腔麵發射激光器（VCSEL）、調頻連續波（FMCW）激光器等。我們將討論不同激光器的工作原理、光譜特性（如綫寬、波長穩定性）、輸齣功率、調製帶寬等關鍵參數，以及它們在不同MPL應用中的優勢。例如，DFB激光器因其窄綫寬和高穩定性，常用於對噪聲敏感的應用；FMCW激光器則在距離測量和頻率掃描方麵具有獨特優勢。 光電探測器（PD）： 光電探測器負責將接收到的光信號轉換為電信號。我們將詳細介紹PIN光電探測器和雪崩光電探測器（APD）的結構、工作原理、響應速度、量子效率、暗電流、探測率等性能指標。此外，我們還將討論探測器的帶寬限製、噪聲來源（如散粒噪聲、熱噪聲）及其對鏈路性能的影響。 2.2 調製器 調製器是將微波信號加載到光載波上的關鍵器件，其調製效率、帶寬、綫性度和插入損耗是決定鏈路性能的重要因素。 電光調製器（EOM）： 這是MPL中最常用的調製器類型。我們將重點介紹幾種主流的電光調製器，包括： 馬赫-曾德爾調製器（MZM）： 詳細闡述其工作原理，包括不同類型的MZM（如平衡MZM、雙驅動MZM），以及它們在強度調製、相乾光電探測等方麵的應用。我們將討論MZM的驅動電壓、消光比、插入損耗、電帶寬、以及如何通過優化偏置點和驅動信號來提高綫性度和抑製二次諧波失真（HD2）。 鈮酸鋰（LiNbO3）調製器： 分析其材料特性、結構設計以及在寬帶MPL中的優勢。 電吸收調製器（EAM）： 介紹其工作原理，尤其是利用外加電場改變材料吸收係數的特性，以及其在集成光子器件中的應用前景。 聲光調製器（AOM）： 介紹AOM的工作原理，並討論其在特定MPL應用中的作用，例如頻率搬移和信號分路。 2.3 光縴與光器件 光縴是傳輸光信號的介質，其損耗、色散特性對MPL的傳輸距離和帶寬至關重要。 單模光縴（SMF）和多模光縴（MMF）： 比較它們的傳輸特性、模場直徑、截止波長等，並討論在MPL中選擇閤適光縴類型的依據。 色散補償技術： 詳細介紹引起光信號失真的色散（如模間色散、色散斜率）以及常用的補償方法，包括色散補償光縴（DCF）、光柵色散補償器、以及基於電子信號處理的色散補償技術。 其他關鍵光器件： 包括光耦閤器、光衰減器、光開關、光隔離器、光放大器（如摻鉺光縴放大器EDFA）等。我們將討論它們的工作原理、技術參數以及在MPL係統中的具體應用。 2.4 微波組件 除瞭光器件，MPL還包含許多傳統的微波組件。 微波放大器： 介紹不同類型微波放大器的原理、增益、噪聲係數、綫性度（如IP3）等參數，以及它們在MPL中作為驅動器或信號放大器的作用。 混頻器、濾波器、移相器等： 簡要介紹這些常用微波組件在MPL信號處理中的功能。 第三部分：微波光子鏈路電路設計與應用 本部分將重點關注如何將上述關鍵組件集成，設計齣高性能的微波光子鏈路電路，並介紹其在不同領域的具體應用。 3.1 各種類型的微波光子鏈路 直接調製型MPL： 介紹激光器直接被微波信號調製的簡單鏈路結構，討論其局限性（如調製帶寬受限、激光器綫寬展寬）及其適用場景。 外調製型MPL： 詳細分析基於外部調製器（如MZM）的MPL結構，重點討論其在高帶寬、低損耗和高綫性度方麵的優勢。 外差檢測型MPL： 介紹通過混頻實現信號帶寬壓縮或頻率搬移的MPL結構，以及其在提高信噪比和擴展動態範圍方麵的作用。 分布式微波光子鏈路： 探討如何利用光縴將微波信號分發到遠端，以及其在相控陣雷達、基站分布式天綫等係統中的應用。 光梳型MPL： 介紹利用光梳的梳狀光譜特性實現多通道、高密度微波信號傳輸的先進技術。 3.2 關鍵電路設計與優化 偏置控製電路： 討論MZM的靜態偏置點對調製綫性度的影響，以及實現穩定偏置的各種方法，如直流偏置、交流偏置、反饋偏置控製等。 驅動電路設計： 分析驅動高頻調製器所需的寬帶、低噪聲驅動放大器的設計考慮，以及如何優化驅動信號以獲得最佳的調製性能。 增益和噪聲性能優化： 探討如何通過優化光源功率、探測器增益、放大器選擇以及減少不匹配損耗來提高MPL的總鏈路增益。分析不同噪聲源（如激光器相對強度噪聲RIN、探測器噪聲、放大器噪聲）的貢獻，並提齣降低噪聲的方法。 綫性度優化： 重點討論如何抑製MPL中的非綫性失真，如二次諧波失真（HD2）和三次諧波失真（HD3）。介紹常用的綫性化技術，如平衡調製、僞綫性化（Pre-distortion）以及通過優化偏置點和驅動信號實現綫性化。 電磁乾擾（EMI）抗擾性設計： 分析MPL在抗EMI方麵的固有優勢，並探討如何進一步優化設計以增強其抗乾擾能力。 3.3 微波光子鏈路的先進應用 相控陣雷達係統： 介紹MPL在相控陣雷達中的應用，包括如何通過光縴實現遠端天綫單元的信號分發和控製，以及其在提高雷達性能、降低功耗和實現小型化方麵的優勢。 寬帶無綫通信： 討論MPL在未來5G/6G通信係統中的潛力，例如在無綫迴傳、分布式基站以及毫米波和太赫茲通信中的應用。 電子戰和信號情報： 分析MPL在寬帶信號捕獲、頻率捷變和乾擾抑製等電子戰應用中的作用。 射頻識彆（RFID）係統： 探討MPL如何實現遠距離、高精度RFID係統的構建。 測試測量儀器： 介紹MPL在設計高頻信號發生器、頻譜分析儀等測試測量設備中的應用。 光縴到天綫（FTTA）和光縴到戶（FTTH）： 簡要迴顧MPL在這些光縴接入網絡中的貢獻。 總結與展望 本書的最後，我們將對微波光子鏈路的當前技術水平進行總結，並對未來的發展趨勢進行展望。這包括對新材料、新器件、新算法以及集成化、微型化MPL技術的研究方嚮的探討，例如矽光子技術在MPL中的集成應用，以及與人工智能、機器學習等技術的結閤，以實現更智能、更高效的MPL係統。 本書內容豐富、結構嚴謹，旨在為從事通信工程、光電子技術、微波工程、雷達技術等領域的研究人員、工程師和學生提供一本權威的參考書。通過對本書的學習，讀者將能夠深入理解微波光子鏈路的工作原理，掌握關鍵組件的選擇與設計方法，並能夠根據實際應用需求，設計和優化高性能的微波光子鏈路係統。

評分☆☆☆☆☆

我一直在關注通信技術的發展動態，特彆是那些能夠引領下一代通信革命的新興領域。這本書的齣現，恰好填補瞭我在這方麵的一些認知空白。我一直對微波光子學的概念很感興趣，但苦於缺乏一本係統性的入門讀物。這本書以“組件與電路”為切入點，為我提供瞭一個非常紮實的理論基礎。書中對微波光子鏈路中各個關鍵組件的詳細介紹，讓我能夠清晰地認識到它們在整個係統中的作用和相互關係。我特彆欣賞書中對各種物理效應的深入剖析，例如光學非綫性、載流子壽命等，這些都是理解微波光子鏈路性能的關鍵。書中的公式推導清晰嚴謹，但作者又善於用圖示和比喻來輔助理解，使得即便是復雜的概念也變得容易消化。我嘗試著根據書中的一些思路來構思一些實驗，雖然還沒有實際操作，但理論上的指導意義已經非常顯著。這本書不僅讓我掌握瞭微波光子鏈路的基本原理，更讓我看到瞭其在未來通信、雷達、測試測量等領域的廣闊應用前景。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對光電子學和射頻工程都有所涉獵的學者，我一直在尋找一本能夠係統性梳理微波光子鏈路理論與實踐的書籍。這本書的齣現，可以說恰逢其時。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一部關於微波光子領域發展曆程和未來趨勢的深度解析。書中對各種關鍵組件的物理原理和性能指標的闡述，非常詳盡且專業，特彆是對半導體激光器、光電探測器等核心器件的分析，深入到瞭器件的物理機製和材料選擇層麵。我欣賞作者在處理復雜技術問題時所展現齣的清晰邏輯和深刻洞察力。例如，在講解非綫性效應及其抑製方法時，作者不僅列舉瞭多種抑製手段，還詳細分析瞭它們各自的優缺點和適用場景，這對於指導實際的設計工作具有極高的參考價值。我尤其喜歡書中關於鏈路噪聲分析的部分，這對於理解和優化鏈路的整體性能至關重要。此外，書中對各種新材料和新技術的應用也進行瞭展望，這對於研究人員來說，無疑提供瞭寶貴的參考方嚮。盡管有些章節的深度和廣度都非常驚人，需要反復研讀，但正是這種挑戰性，纔體現瞭本書的價值。

評分☆☆☆☆☆

我對通信技術一直抱有濃厚的興趣，特彆是那些能夠突破傳統界限、實現更高性能的新興技術。這本書的名字《微波光子鏈路：組件與電路》一齣現，就立刻吸引瞭我的目光。我一直對如何將微波信號與光信號巧妙地結閤，以實現更高的帶寬、更低的噪聲以及更遠的傳輸距離感到著迷。本書的語言風格非常學術化，但又保持瞭相當的可讀性，沒有那種脫離實際的空泛理論。對我而言，最吸引我的部分是關於如何設計和構建高效的微波光子鏈路的論述。書中詳細介紹瞭不同類型的調製器、探測器以及如何將它們集成到係統中。我特彆關注瞭關於如何平衡鏈路的綫性度與功率效率的部分，這在實際的無綫通信係統中至關重要。作者通過嚴謹的數學推導和仿真結果，深入剖析瞭影響鏈路性能的各種因素，並提齣瞭相應的優化策略。書中的電路圖和係統框圖清晰明瞭，有助於我理解復雜的信號流和能量轉換過程。雖然我是一名在職工程師，日常工作涉及通信係統設計，但這本書的內容仍然給瞭我很多啓發，讓我對微波光子鏈路在下一代通信網絡中的潛在應用有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就散發著一種嚴謹而前沿的氣息，書名“高新科技譯叢·通信技術係列”立刻就鎖定瞭目標讀者群——那些對通信領域最新發展充滿好奇和求知欲的工程師、研究人員以及高年級學生。當我翻開它，盡管我並非微波光子領域的專傢，但其中清晰的圖示和結構化的章節安排，讓我能夠快速把握核心概念。例如，關於光電調製器的章節，通過詳細的比喻和循序漸進的解釋，即使是初學者也能理解其工作原理。作者並沒有上來就拋齣復雜的數學公式，而是先從宏觀的係統構成講起，然後再深入到各個關鍵組件的細節。我尤其喜歡其中對各種損耗機製的分析，例如插入損耗、反射損耗等，以及如何通過優化設計來最小化這些損耗，這對於實際工程應用有著至關重要的指導意義。書中的案例分析也相當有價值，通過實際的鏈路設計案例，展示瞭理論知識如何轉化為可行的技術方案。雖然有些地方的專業術語我還需要查閱資料，但這恰恰是學習的樂趣所在，它激發瞭我進一步探索的動力。總體而言，這本書為我打開瞭一扇通往微波光子領域的大門，讓我對這個充滿潛力的技術方嚮有瞭初步但深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是它非常“有料”。作為通信技術領域的一本譯叢，它的選材必然是經過深思熟慮的，而且“微波光子鏈路”這個主題本身就充滿瞭科技感和未來的氣息。我本身從事的是射頻前端的設計，雖然與光子鏈路的直接交叉不多，但對信號傳輸的本質和性能瓶頸有著深刻的理解。這本書讓我看到瞭如何通過光學的手段來解決射頻領域的一些難題，比如帶寬受限、損耗過大等問題。書中對於各種光學元件如何與射頻電路巧妙結閤的介紹，給瞭我很多新的思路。例如，書中對光電探測器類型的選擇和優化，以及如何將其性能最大化，這對我理解整個鏈路的信號接收端有很大幫助。同時，書中關於不同調製方式在微波光子鏈路中的應用和比較，也讓我對如何實現高效的信號傳輸有瞭更深入的認識。雖然我目前還不能完全理解書中的所有細節，但它所勾勒齣的微波光子鏈路的整體框架和技術潛力，已經讓我躍躍欲試，想要進一步學習和應用。