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出版者:国防工业

作者:李晓峰

出品人:

页数:338

译者:

出版时间:2007-2

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787118049268

丛书系列:

图书标签:

• 激光通信
• 星地通信
• 链路原理
• 通信技术
• 空间通信
• 光纤通信
• 无线通信
• 信号处理
• 调制解调
• 信息技术

《星地激光通信链路原理与技术》是一本深入探讨星地激光通信领域核心理论与前沿技术的专业著作。本书 meticulously 剖析了构成星地激光通信链路的关键组成部分，从信号的产生、传输到接收，层层递进，旨在构建一个清晰而完整的技术图景。 在链路的起点，本书详细阐述了激光器的类型选择与性能优化。这部分内容不仅涵盖了常用半导体激光器、光纤激光器等在空间应用中的适用性分析，还深入探讨了如何通过优化泵浦源、增益介质和输出耦合机制来提高激光器的功率、稳定性和波长精度。对于空间激光通信而言，光束质量是决定链路性能的至关重要因素，因此，本书还重点分析了平顶光束、高斯光束等不同光束形态的产生原理及其对链路传输效率和信号质量的影响，并介绍了各种光束整形技术。 随后，本书将焦点转向了信号的调制与编码。为了在复杂的空间环境中实现高效可靠的通信，需要采用先进的调制格式和前向纠错编码技术。本书详细介绍了幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更先进的脉冲位置调制（PPM）、正交频分复用（OFDM）等调制方式在激光通信中的应用优势与挑战。在编码方面，本书深入解析了卷积码、里德-所罗门码（RS）、低密度奇偶校验码（LDPC）以及极化码（Polar Code）等经典与新兴的纠错码，并重点讨论了它们在提升链路误码率、克服噪声和衰减方面的作用。特别是，书中会针对不同星地距离和大气条件下的信道特性，对比分析不同编码方案的性能表现，为实际链路设计提供理论指导。 接着，本书聚焦于激光束的传输过程，这是一个对链路性能影响最为显著的环节。在空间部分，本书深入分析了自由空间传输的物理原理，包括光束发散、衍射以及路径损耗等，并介绍了如何利用光学系统设计来最小化这些影响。特别地，对于星地链路而言，大气层是不可避免的传输介质，其对激光传输的影响是本书研究的重点。本书系统地阐述了大气湍流对激光光束的影响，包括闪烁、波前畸变、光束漂移等现象，并详细介绍了各种补偿技术。这部分内容将涵盖自适应光学（AO）系统的工作原理、相位校正技术、多波束补偿等，旨在最大程度地恢复因大气扰动而失真的信号。此外，本书还考虑了大气吸收和散射效应，分析了不同波长激光在大气中的传输特性，并介绍了如何选择合适的激光波长以减小传输损耗。 在链路的接收端，本书详细介绍了光学接收机的设计与关键技术。这包括高灵敏度光电探测器的选择与性能评估，如雪崩光电二极管（APD）、单光子雪崩二极管（SPAD）等，以及如何在低信噪比条件下有效提取信号。此外，本书还深入探讨了光束指向和跟踪（Gimbal and Tracking）技术，这是星地激光通信实现稳定连接的核心。本书将详细介绍跟踪伺服系统的设计，包括望远镜的指向精度、跟踪算法的优化，以及如何利用反馈机制来补偿卫星和地面站的运动以及大气扰动带来的指向偏差。尤其会强调精密指向技术的关键性，以及如何通过多级放大和伺服控制来实现亚毫弧度量级的指向精度。 此外，本书还将触及与链路性能息息相关的其他关键技术。例如，在链路建立和维持阶段，符号和比特同步技术是必不可少的，本书将对这些同步方法进行详尽的介绍。同时，为了提高链路的鲁棒性和可靠性，书中还会探讨误码检测与纠错的配合机制，以及如何在复杂环境中实现链路的自愈合和重连接。 本书的另一大亮点在于，它不仅仅是理论的堆砌，更注重理论与实际的结合。书中会引用大量的实验数据和仿真结果，来验证所提出的原理和技术的有效性。对于实际工程应用，本书还会对链路的链路预算分析、系统设计流程以及测试验证方法进行深入的探讨，为读者提供从原理到实践的全面指导。 总而言之，《星地激光通信链路原理与技术》是一部集理论深度、技术广度与实践指导性于一体的权威著作，适合从事空间激光通信、卫星通信、光通信等领域的研究人员、工程师以及相关专业的学生阅读。它将为读者打开理解并掌握新一代空间通信技术的大门。

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这本书，我必须要说，它不仅仅是一本关于“星地激光通信链路原理与技术”的书，更像是一次关于人类探索未知边界的缩影。作者并没有局限于狭隘的技术范畴，而是将星地激光通信置于更宏大的背景下进行阐述。我尤其被书中关于“深空探测与星地激光通信”章节所打动。它描绘了如何在遥远的行星际空间，利用激光通信实现与火星探测器、木星探测器甚至更远探测器的实时通信，克服了信号衰减和延迟的巨大挑战。书中对“时间延迟”和“轨道动力学”对通信设计的影响进行了深入的分析，这让我意识到了在深空中进行通信的复杂性远超我的想象。它还讨论了如何利用激光通信实现更高级别的太空探索任务，例如远程操控机器人进行科学实验，甚至未来可能实现的载人深空探测任务的通信保障。这本书激发了我对宇宙的好奇心，也让我对人类科技的进步有了更深的敬畏。它让我看到了，不仅仅是地球上的信息互联，更包括了我们向宇宙深处伸出的“光之触角”。

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《星地激光通信链路原理与技术》这本书，可以说是为我打开了一个全新的视角，让我深刻理解了太空探索背后隐藏的强大通信能力。我一直对卫星和空间站充满了好奇，但总觉得它们与我们地面世界是隔绝的。这本书的出现，让我意识到，正是这些先进的激光通信技术，才使得我们能够实时地获取来自遥远探测器的数据，指挥太空机器人，甚至在太空中实现人与人的交流。它详细阐述了星地链路的设计考量，包括如何选择合适的激光波长以适应不同的空间环境和大气条件，以及如何设计高功率、高稳定性的激光发射和接收系统。书中对“指向、跟踪和伺服（Gimbal）”系统的介绍尤其让我印象深刻，它解释了在如此遥远的距离上，如何精确地瞄准对方，克服运动和抖动的影响，实现稳定可靠的通信。书中还探讨了不同轨道高度的卫星与地面站之间链路的特性差异，以及如何优化链路设计以应对这些差异。读完之后，我感觉自己对整个星地通信网络有了一个宏观而又深入的认识，仿佛看到了一个由光束编织而成的无形网络，连接着地球与星辰大海。

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这本《星地激光通信链路原理与技术》真是让我眼前一亮！我原本对星地通信的了解仅限于一些科普文章，觉得那是一个遥不可及的高科技领域。但这本书的出现，像一盏明灯，照亮了我对这个复杂系统的认知。从它细致的章节划分就能看出作者的用心良苦，一开始就从最基础的光学原理讲起，像是给完全零基础的我补习物理课，但又不是枯燥的理论堆砌，而是紧密结合激光通信的实际需求，解释了衍射、干涉、偏振等概念如何在光纤和自由空间中影响信号传输。接着，它深入浅出地讲解了激光器的类型、调制解调技术，以及如何处理光束的空间指向性问题。我特别喜欢其中关于“大气湍流效应”的章节，作者用了很多图示和比喻，把原本难以理解的物理现象描绘得生动形象，让我真切体会到在地球上进行激光通信所面临的严峻挑战，也为后续介绍的补偿技术奠定了坚实的基础。这本书的语言风格非常严谨又不失通俗，即使是技术细节，也能让人读得懂，而且对每一个概念的引入都做了充分的铺垫，让读者能够循序渐进地掌握知识。

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老实说，我起初对《星地激光通信链路原理与技术》这本书并没有太高的期望，以为会是一本非常晦涩难懂的学术专著。但翻开后，我被它清晰的逻辑和丰富的案例所吸引。这本书不仅仅停留在理论层面，而是非常注重实际应用。它详细介绍了各种星地激光通信系统的实际部署案例，从早期的实验性项目到如今成熟的商业化应用，都进行了深入的剖析。我特别关注了其中关于“星座组网”的部分，它解释了如何通过多颗卫星之间的激光链路，构建一个覆盖全球的高速通信网络，这对于未来的无人驾驶、远程医疗甚至深空探测都具有划时代的意义。书中对不同协议和标准也有详细的介绍，这对于想从事相关领域研究或工程的读者来说，是宝贵的参考资料。此外，作者还探讨了未来星地激光通信的发展趋势，例如更高的数据传输速率、更低的功耗以及与量子通信的结合等，这让我对这项技术的未来充满了期待。总的来说，这本书在理论与实践之间找到了绝佳的平衡点，既有深度又有广度。

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《星地激光通信链路原理与技术》这本书，就像一位循循善诱的老师，带我走进了一个充满挑战与机遇的领域。我原以为激光通信就只是发光发热，但这本书让我看到了其中的复杂与精妙。它深入阐述了“误码率”和“信噪比”等关键性能指标是如何影响通信质量的，并且详细介绍了各种抗干扰和纠错编码技术，比如LDPC码和BCH码，以及它们在星地链路中的具体应用。我印象最深刻的是关于“光学载荷设计”的章节，它不仅涉及了光学元件的选择和布局，还对热胀冷缩、振动等环境因素对光学系统性能的影响进行了详尽的分析，并给出了相应的解决方案。此外，书中还探讨了安全性和可靠性问题，例如如何防止信号被窃听，以及在面对设备故障或突发事件时，如何保障通信的持续性。这本书的价值在于，它不仅告诉我们“是什么”，更重要的是解释了“为什么”和“怎么做”，对于想深入理解星地激光通信系统设计和优化的工程师来说，是一本不可多得的参考书。

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