近地激光通信 9787118110548 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[美] 哈密德·荷马提（Hamid Hemmati 著

图书标签:

• 激光通信
• 近地通信
• 空间通信
• 光通信
• 无线通信
• 通信工程
• 电子工程
• 信息技术
• 科学技术
• 工程技术

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118110548

商品编码：29635843408

包装：平装

出版时间：2017-05-01

基本信息

书名:近地激光通信

：80.00元

售价：60.0元,便宜20.0元,折扣75

作者: 哈密德·荷马提（Hamid Hemmati）；佟

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-05-01

ISBN：9787118110548

字数：

页码：318

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《近地激光通信》是多位作者大量设计经验的结晶，《近地激光通信》出版旨在向读者全面介绍卫星激光通信的基础知识。重点是系统设计原则、技术实现和系统优化设计等，至于有关激光通信的基本理论在早期发表的著作中已经详细论述。
　　《近地激光通信》第1章介绍了近地激光通信技术。客观公正地阐述了激光通信具有高速率和宽带的理由，陈述了近来成功开展的激光通信演示验证实验。第2章讨论了系统设计原则，系统的优化设计，分析了捕获、跟踪、对准及通信链路的链路功率预算。第3章详细说明了激光束的对准、捕获和跟踪过程，强调了硬件技术和具体的实施方案。第4章详细说明了激光通信激光通信有效载荷的发射单元，包括相干激光通信体制和IM／DD（幅度调制／直接探测）体制。第5章讨论了激光通信激光通信有效载荷的光学机械组件。第6章讨论了为自由空间光通信调制适用的信道编码技术。第7章描述了适用于飞行和地面收发器的光检测器和接收器。第8章讨论了大气信道对激光通信的上行和下行链路激光光束传输的多种影响。第9章描述了地面光端机，提供了几个成功在轨试验的例子。第10章讨论了激光通信飞行样机中元件和子系统的质量保证，包扩光学和光电子组件。第11章展望了互联链路和光网络的模式和结构。第12章简要介绍正在开展或即将开展的科研计划和活动。

目录

---

作者介绍

---

刘云清，博士，教授。现任长春理工大学电子信息工程学院副院长。从事空间激光通信领域和微波信息处理的研究工作，先后承研国防“863”项目、国防科工委重点基金项目、国家自然科学基金面上项目十余项。先后发表论文30余篇、授权国家发明7项，获得军队科技进步一等奖1项，吉林省科技发明二等奖1项。吉林省科技进步二等奖1项，吉林省自然科学二等奖1项。

文摘

---

序言

---

第1章 绪论
1．1 简介
1．2 激光通信的应用
1．2．1 点对点链路
1．2．2 点对多点／星座与网络
1．2．3 行星链路
1．2．4 反向调制链路
1．3 子系统技术
1．3．1 信号探测器
1．3．2 激光发射单元
1．3．3 激光束瞄准和稳定
1．3．4 星载光端机的光机结构组件
1．3．5 地面站的光机组件
1．4 技术验证
1．4．1 近验证
1．5 结论
参考文献

第2章 系统工程和设计原则
2．1 光束对准误差分配
2．1．1 对准误差构成
2．1．2 跟踪残差
2．1．3 无随机扰动条件下接收功率和误码率
2．1．4 随机扰动条件的接收功率和平均误码率
2．2 链路功率预算分析
2．2．1 信号光链路功率分析
2．2．2 跟踪光链路功率分析
2．2．3 空-空优链路设计实例
2．2．4 �。／笥肫骄�误码率之比的优化
2．3 天-地激光通信链路设计
2．3．1 平均误码率
2．3．2 光学通信信道
2．3．3 光学跟踪信道
2．3．4 多光束增益
2．3．5 孔径平滑增益
2．3．6 地-空优链路设计实例
参考文献

第3章 对准、捕获和跟踪
3．1 简介和内容概述
3．2 系统描述和PAT概述
3．3 PAT的一般性需求
3．4 PAT概念发展
3．5 PAT的硬件开发与集成
3．6 PAT的性能特点
3．7 小结
参考书目

第4章 激光发射单元：相干探测和直接探测
4．1 激光发射单元：相干探测体制
4．1．1 结构
4．1．2 激光光源
4．1．3 调制器
4．1．4 光放大器
4．1．5 发射机控制电路
参考文献
4．2 激光发射单元：直接探测体制
4．2．1 概述
4．2．2 激光发射单元
4．2．3 自发辐射
4．2．4 调制
4．3 小结
参考文献
……

第5章 载荷光机分系统
第6章 自由空间光通信的编码与调制
第7章 光电探测器和接收单元
第8章 大气信道
第9章 光学地面站：要求及设计、双工链路模型及特性
第10章 可靠性与航天质量体系管理
第11章 全球卫星光传输网络
第12章 展望

《信息传输的奥秘：超越光速的边界》 在浩瀚的宇宙尺度下，人类的足迹仍在不断探索，而信息传递的需求也愈发迫切。从深邃的太空探测器到近地轨道的卫星网络，每一次成功的通讯都凝聚着无数科学家的智慧与汗水。本书将带领读者穿越信息的海洋，深入探究现代通讯技术的核心原理，特别是那些能够实现超远距离、高带宽、高可靠性信息传输的关键技术。我们将以一种引人入胜的方式，揭示信息如何跨越真空，如何被编码、调制、放大，最终在遥远的接收端重现。 第一章：通讯的黎明与黎明前的黑暗 回溯历史的长河，人类最初的信息传递方式是何其有限。烽火狼烟、信鸽传书，这些古老的方式虽然充满诗意，却在速度与容量上有着天然的瓶颈。随着电报、电话的出现，信息的传播速度发生了质的飞跃，开启了电气时代的通讯篇章。然而，这些技术在面对跨越大陆、跨越海洋的通讯需求时，依然显得力不从心。电磁波的发现，尤其是无线电波的应用，为人类的通讯插上了翅膀。从早期无线电广播到电视信号的传输，我们见证了信息传播的巨大进步。但伴随而来的是频谱资源的日益拥挤，信号衰减、干扰等问题也愈发突出。 本章将追溯通讯技术的演进史，分析不同通讯方式的优劣，并重点阐述无线电通讯在解决长距离传输问题上所面临的挑战，为后续介绍更先进的技术奠定基础。我们将探讨信号的传播特性，例如衍射、反射、散射等，以及这些现象对通讯信号质量的影响。同时，也会简要介绍早期的编码和调制技术，以及它们在信息传输效率和可靠性方面的局限性。 第二章：光之魅影：超越电磁波的藩篱 当人类的目光投向太空，当卫星通讯、深空探测成为现实，传统的无线电通讯方式逐渐暴露出其不足。信号的传播损耗、传输带宽的限制，以及抗干扰能力的不足，都成为制约信息传输能力的巨大障碍。此时，一种全新的媒介——光，以其前所未有的潜力和优势，闯入了通讯领域。光，作为电磁波谱中频率最高、波长最短的一部分，拥有极其巨大的信息承载能力。利用光进行信息传输，不仅可以实现极高的带宽，而且其方向性强，抗干扰能力也更胜一筹。 本书将深入剖析光作为信息载体的独特之处。我们将介绍激光的产生原理，以及其在产生高度相干性、单色性和方向性上的优势。理解激光的这些特性，是理解后续光通信技术的基础。此外，本章还将探讨光在真空中的传播特性，以及如何通过光学器件实现光的聚焦、引导和调制，为信息编码打下基础。我们将审视不同波段的光在通讯应用中的可能性，以及选择特定波段的原因。 第三章：编码与调制：将信息转化为光的语言 信息并非直接以光的形式传输，而是需要经过一系列精巧的编码和调制过程，将原始信息转化为能够被光载波携带的信号。这一过程就像是将日常语言翻译成一种特殊的密码，然后用光这个“信使”将密码传递出去。数字信号的出现，彻底改变了信息的表示方式，将一切信息都转化为0和1的序列。而如何将这些0和1的序列高效、准确地“塞进”光信号中，则是编码和调制技术的核心任务。 本章将聚焦于信息编码与调制的奥秘。我们将详细介绍数字信号的编码方式，例如曼彻斯特编码、NRZ编码等，以及它们在提高信号鲁棒性和传输速率方面的作用。随后，我们将深入探讨各种光信号调制技术。例如，幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）在光通信中的应用，以及更先进的脉冲位置调制（PPM）、脉冲宽度调制（PWM）等技术。我们还会介绍正交频分复用（OFDM）等技术，它如何将高速数据流分解成多个低速子载波进行传输，从而提高频谱利用率和抗多径干扰能力。理解这些技术，对于把握信息传输的效率和可靠性至关重要。 第四章：激光器与调制器：点亮信息之光 激光器是产生光信号的“心脏”，而调制器则是将信息“注入”光信号的“大脑”。没有高效、稳定的激光源，就没有可靠的光载波；没有精确的调制器，就无法将信息准确地编码到光信号中。本章将为您揭示这些关键器件的内部运作机制。 我们将介绍不同类型激光器的原理，例如半导体激光器、气体激光器等，并分析它们在通讯领域各自的优势和应用场景。重点将放在在光通信中广泛使用的半导体激光器，包括其结构、工作原理以及关键参数如输出功率、波长稳定性、调制速率等。 紧接着，我们将深入探讨各种光调制器的技术。从早期的电光调制器、声光调制器，到如今广泛应用的电吸收调制器（EAM）和马赫-曾德尔调制器（MZM），每一种技术都代表着信息加载效率和速度的进步。我们将分析这些调制器的结构、工作原理，以及它们如何在高频下精确地控制光的幅度、相位或频率。 第五章：光纤与自由空间：光信号的传输路径 信息在被调制成光信号后，需要通过某种介质进行传输。在地球上，光纤通信已经成为骨干网络的核心；而在太空，自由空间光通信则扮演着越来越重要的角色。这两种截然不同的传输介质，都面临着各自的挑战，也催生了独特的技术解决方案。 本章将对比分析光纤和自由空间两种主要的传输路径。我们将详细介绍光纤的结构和原理，例如全内反射如何将光信号限制在纤芯中传播，以及色散、损耗等问题如何影响传输质量。同时，我们也会探讨各种类型的光纤，如单模光纤和多模光纤，以及它们在不同应用场景下的选择。 随后，我们将聚焦于自由空间光通信。与光纤不同，自由空间传输的光信号需要克服大气湍流、散射、吸收以及衍射等多种不利因素。本章将介绍如何通过定向传输、自适应光学技术、稳健的编码和调制方案来应对这些挑战。我们将探讨在地面、卫星以及星际间进行光通信的各种可能性，并分析其在未来太空探索和深空探测中的战略意义。 第六章：接收与解码：重拾信息之声 光信号穿越漫长的距离后，最终抵达接收端。在这里，它们需要被精确地捕捉，并通过一系列复杂的解码过程，重新转化为人类能够理解的信息。这一过程就像是将收到的加密信息破译，并还原出原始的文本。接收端的性能，直接决定了整个通信系统的有效性。 本章将详细解析光信号的接收与解码过程。我们将介绍各种类型的光探测器，例如PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）以及更先进的单光子探测器，并分析它们的工作原理和关键性能指标。随后，我们将深入探讨如何从微弱的、可能带有噪声的光信号中提取出有用的信息。这包括信号放大、滤波，以及最重要的——解码。我们将介绍不同的解码算法，如何根据所采用的调制方式，将接收到的光信号还原成原始的数字比特流。我们还将讨论误码率（BER）的概念，以及如何通过纠错编码等技术来进一步提高信息传输的可靠性。 第七章：先进技术与未来展望：迈向更遥远的星辰大海 信息传输的边界从未停止被挑战。随着科学技术的飞速发展，新的概念、新的技术层出不穷，不断推动着通讯能力的革新。从量子通信的出现，到对超光速传输的理论探索，人类从未放弃对信息传输极限的追逐。 本章将展望信息传输技术的未来。我们将介绍一些前沿的研究方向，例如： 量子通信： 利用量子纠缠和量子叠加原理，实现理论上不可窃听的安全通信。探讨量子密钥分发（QKD）等技术的原理和应用前景。 自由空间光通信的突破： 如何利用更强大的激光技术、更先进的自适应光学系统，以及卫星组网技术，实现更大规模、更远距离的自由空间光通信。 新型编码与调制技术： 探索能够突破香农极限的编码方式，以及能够实现更高频谱效率和更高数据率的调制技术。 深空通信的挑战与机遇： 面对日益增长的深空探测任务，如何设计能够承受极端环境、实现超远距离、超低功耗的通信系统。 人工智能在通信中的应用： 如何利用AI技术优化信道估计、信号检测、网络管理等，提升通信系统的智能化水平。 本书旨在为读者构建一个关于信息传输的全面认知图景，从基础原理到前沿技术，从理论探索到实际应用。希望通过这些深入浅出的阐述，激发读者对通讯技术及其未来发展的无限遐想，也希望能为有志于投身信息传输领域的学子和科研人员提供有益的参考。我们相信，信息传输的未来，将比我们今天所能想象的，更加精彩和广阔。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个跨学科的研讨会上被推荐这本书的，当时讨论的重点是如何提高高轨卫星的数据下传速率，很多专家都提到了激光通信的潜力。这本书的排版和图示方面做得确实不错，清晰的框架结构让我能够比较快地建立起对整个系统的概念认知。它把激光通信的链路预算、关键器件（如光电探测器和高效光源）的选型放在了比较重要的位置进行介绍，这对于项目初期的可行性评估是很有帮助的。但是，当我试图将书中的知识应用于我们实际的微小卫星项目时，遇到的困难就凸显出来了。书中对“低功耗”和“小型化”这两个近地通信至关重要的指标的讨论，显得过于理想化。例如，对于高功率激光发射模块在长时间工作下的热管理问题，书中的解决方案似乎过于依赖于教科书式的散热模型，而没有深入探讨在太空严苛的温控环境下，如何进行有效的辐射散热和主动降温的工程妥协。这种在“理论完美”和“工程现实”之间的鸿沟，让这本书的实用价值大打折扣。它更像是大学教材的升级版，而不是业界前沿的实战宝典。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我是在亚马逊上随便找了一本看起来很专业的书，希望它能给我一些关于下一代通信网络部署的启发。这本书在“链路预算”的计算上，确实提供了非常详尽的表格和公式，这一点我很欣赏，它让读者能够亲手去跑通整个通信链路的损耗计算。作者显然花了不少精力去收集和整理不同大气能见度和不同距离下的衰减系数，对于初级工程师做初步设计来说，这是一个很好的工具箱。但问题在于，这个工具箱里装的工具似乎有点“过时”了。对于现在流行的那种超高速率、超短时延的场景，比如地球同步轨道到低轨的中继链路，传统的基于固定增益放大器和线性接收机的架构在面对极高的光子计数率时，其非线性失真和噪声管理问题，书中没有给出明确的、现代化的解决方案。我尝试用书中的模型去模拟一个100Gbps的链路，结果发现关键的噪声项和接收机的饱和度问题完全无法准确捕捉，这说明在面对指数级增长的数据速率时，这本书的理论基础显得有点捉襟见肘，它更像是一本描述成熟技术的“回顾录”，而不是展望未来的“指南针”。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的作者在对“近地”这个环境的理解上，似乎更多是从地面站的角度出发，而不是真正深入到太空载荷的视角。我关注的焦点在于星间链路，特别是低轨星座内部的快速切换和星间激光瞄准技术。这本书对激光束的快速、高精度指向控制系统的介绍，实在是太薄弱了。它花了很多篇幅去讨论地面到卫星的链路，这部分内容虽然扎实，但对于我们这种需要构建“天网”的团队来说，帮助有限。激光通信系统最难的部分之一，就是如何保证在两个高速移动目标之间，连续几毫秒内将光束保持在微弧度级别以内。书中涉及的跟踪、伺服机构的动态响应特性、以及如何在高动态环境下保持链路的稳定性，几乎没有深入探讨。如果只是想了解激光通信的基本原理，这本书算是一扇不错的门，但如果你想钻研如何设计一个能在轨道上稳定运行、具备高机动性的激光终端，这本书里的信息量是远远不够的，读完后感觉像是在知识的海洋边上泡了个澡，但核心的深海区域完全没有涉猎到。

评分☆☆☆☆☆

这本《近地激光通信》的书，说实话，一开始我抱着挺大的期待去读的，毕竟这个领域听起来就充满了未来感和高科技的魅力。我个人对无线电波的那些传统限制一直有点微词，总觉得效率和带宽上总有瓶颈。这本书的切入点很吸引人，聚焦于近地空间这个应用场景，这本身就非常具有现实意义，尤其是在卫星通信、地球观测数据回传这些方面。不过，读完之后，我得说，它在理论的深度和工程的实践性之间似乎找到的平衡点不太令我满意。对于一个希望深入了解激光调制、大气湍流补偿这些核心技术的读者来说，书中很多地方的阐述显得有些浮于表面，更像是一本面向科普的概述，而不是一本技术手册。比如，在描述自适应光学系统如何应对大气折射和抖动时，很多关键算法的数学推导和实际参数选择的权衡过程，被一带而过，让人感觉意犹不足。我更希望看到的是具体的案例分析，哪怕是某个特定大气条件下的仿真结果对比，而不是一大堆定性的描述。总而言之，它成功地勾勒出了这个领域的发展蓝图，但在如何把蓝图变成现实的“施工图纸”方面，着墨太少了，留给读者的“下一步研究方向”比“已解决的问题”要多得多。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对光学物理有浓厚兴趣的爱好者，我对这本书的初衷是想了解如何利用光速优势来提升数据传输速率。从这个角度看，这本书的引言部分的确很引人入胜，它用生动的语言解释了为什么电磁波频段越来越拥挤，而激光在太空中拥有巨大的频谱资源优势。它详细阐述了调制编码（如QPSK, QAM在光通信中的应用）的一些基础概念，这部分内容结构清晰，有助于新手建立基础框架。然而，当我进入到信息论和抗干扰章节时，感受到了明显的断层。在近地环境中，人为的干扰（如敌方可能的电子对抗或干扰源）是一个不容忽视的威胁。这本书对“抗干扰”的论述，似乎还停留在经典抗干扰理论的范畴，而对如何利用激光波束的指向性、频率捷变、以及高级编码技术来增强抗干扰能力，介绍得比较保守和传统。我期待看到更多关于量子密钥分发（QKD）与经典激光通信融合的讨论，或者至少是针对高安全等级要求的物理层设计策略，但这些在书中几乎找不到影子，让人觉得它停留在上个世纪末的技术视野里。