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本书内容丰富、新颖,理论讲解与技术实现相结合,是国内首部卫星微波光子通信领域的专著。全书首先介绍了微波光子学的基本理论,并引出了卫星微波光子通信系统的概念,比较了卫星微波光子通信系统与地面光载无线系统、自由空间光无线系统和卫星数字光通信系统的异同;然后重点介绍了卫星微波光子通信系统全光微波信号产生和频率变换、频率测量、调制、偏置点优化及控制、非线性抑制、信号传输与接收等关键技术;最后总结了星上微波光子技术的应用研究进展。
第1章 微波光子学基本概念
1.1 微波光子学产生的背景
1.2 微波光子学关键技术
1.2.1 微波信号光学产生技术
1.2.2 微波信号光域变频技术
1.2.3 微波信号光调制技术
1.2.4 光载微波的检测技术
1.2.5 其他技术
1.3 微波光子学系统的应用
参考文献
第2章 卫星微波光子通信系统
2.1 卫星微波光子通信系统结构
2.1.1 ATP子系统
2.1.2 通信子系统
2.2 星间微波光子链路关键器件
2.2.1 激光器
2.2.2 电光调制器
2.2.3 光放大器
2.2.4 光学天线
2.2.5 光探测器
2.3 星间微波光子通信的优点
2.4 卫星微波光子通信系统与其他系统比较
2.4.1 与ROF系统比较
2.4.2 与ROFSO系统比较
2.4.3 与卫星数字光通信系统比较
参考文献
第3章 卫星微波光子通信系统全光微波本振信号产生及频率变换技术
3.1 卫星微波光子通信系统全光微波本振信号产生技术
3.1.1 基于光注入锁定的全光微波本振信号产生
3.1.2 基于光锁相环的全光微波本振信号产生
3.1.3 基于外部调制器的全光微波本振信号产生
3.1.4 基于双波长激光器的全光微波本振信号产生
3.2 卫星微波光子通信系统全光微波频率变换技术
3.2.1 基于直接调制激光器的全光微波频率变换
3.2.2 基于外部调制器的全光微波频率变换
3.2.3 基于光学器件的非线性效应的全光微波频率变换
参考文献
第4章 卫星微波光子通信系统频率测量技术
4.1 基于微波功率映射关系的测频技术
4.1.1 基于光纤光栅和相位调制器测量微波信号频率的方法
4.1.2 基于sagnac环的微波频率测量方法
4.1.3 基于偏振调制器的微波频率测量方法
4.2 基于光功率映射关系的测频技术
4.2.1 级联两个MZM的微波频率测量方法
4.2.2 基于MZI的光功率检测频率测量方法
参考文献
第5章 卫星微波光子通信系统调制技术
5.1 调制器基本类型
5.2 直接调制
5.2.1 半导体激光器(LD)直接调制原理
5.2.2 半导体发光二极管(LED)的调制特性
5.2.3 半导体光源的模拟调制
5.2.4 半导体光源的脉冲编码数字调制
5.3 外调制
5.3.1 外调制器分类
5.3.2 电光调制物理基础
5.3.3 电光相位调制器
5.3.4 电光强度调制器
5.4 偏振调制
参考文献
第6章 卫星微波光子通信系统多频段调制的偏置相位优化
6.1 调制器直流偏置相位的优化
6.1.1 无二阶非线性失真影响情况
6.1.2 有二阶非线性失真影响情况
6.2 调制器直流偏置相位漂移的抑制
6.2.1 基于输入/输出功率比抑制技术
6.2.2 基于射频扰动信号谐波比抑制技术
6.2.3 基于射频扰动信号混频抑制技术
6.3 适用于任意偏置相位的DEMZM自动偏置控制
参考文献
第7章 卫星微波光子通信系统调制非线性失真特性
7.1 调制非线性与链路失真
7.1.1 单路信号输入
7.1.2 双音信号输入
7.1.3 多路信号输入
7.2 调制非线性的抑制
7.2.1 基于光边带去除的非线性抑制技术
7.2.2 基于非线性抵消的非线性抑制方法
7.3 基于线偏振光偏振方向控制的星间微波光子链路
7.3.1 链路实现原理
7.3.2 链路性能仿真
参考文献
第8章 卫星振动对星间微波光子链路的影响
8.1 卫星振动对星间微波光子链路的影响
8.1.1 卫星振动对单路输入星间微波光子链路的影响
8.1.2 卫星振动对两路输入星间微波光子链路的影响
8.2 抑制卫星振动对星间微波光子链路的影响
8.2.1 自适应带宽
8.2.2 改变光束宽度
8.2.3 功率控制
8.2.4 通道分集
8.2.5 振动隔离
8.2.6 自我调节前反馈
参考文献
第9章 星上微波光信号的发送与传输
9.1 高斯光束的特性
9.2 高斯光束的发送
9.3 高斯光束的空间传播
9.4 高斯光束的聚焦与准直
9.4.1 高斯光束经透镜后参数的变化
9.4.2 高斯光束的准直
9.5 高斯光束的接收
参考文献
第10章 星上微波光信号的接收
10.1 接收检测原理
10.1.1 直接探测
10.1.2 外差探测
10.2 强度调制直接检测技术
10.3 相位调制干涉检测技术
10.4 相位调制相干检测技术
参考文献
第11章 星上微波光子应用研究进展
11.1 微波光子通信
11.1.1 数字通信链路
11.1.2 模拟通信链路
11.2 微波光子信号处理
11.2.1 光学微波本振源
11.2.2 光学本振分束
11.2.3 光域内频率转换
11.2.4 光交换
11.2.5 波束形成
11.2.6 星上微波光子转发器
11.3 微波光子传感
11.4 卫星内部光无线链路
11.5 空间光学器件的质量标准
参考文献
微波光子技术融合了微波和激光技术的优点,在光域实现微波信号的产生、传输和处理,具有带宽大、速率高、体积小、重量轻、功耗低,以及高保密性和抗电磁干扰等优势,被认为是构建未来卫星信息系统的理想方案,在预警探测、导航定位、深空探测以及全球通信等军事和民用领域具有广泛的应用前景。
本书内容丰富、新颖,理论讲解与技术实现相结合,是国内首部卫星微波光子通信领域的专著。全书首先介绍了微波光子学的基本理论,并引出了卫星微波光子通信系统的概念,比较了卫星微波光子通信系统与地面光载无线系统、自由空间光无线系统和卫星数字光通信系统的异同;然后重点介绍了卫星微波光子通信系统全光微波信号产生和频率变换、频率测量、调制、偏置点优化及控制、非线性抑制、信号传输与接收等关键技术;最后总结了星上微波光子技术的应用研究进展。
本书可作为空间光通信专业研究生、本科高年级学生的教材,也可供从事空间信息网络以及微波光子技术研究的科研人员和高等院校师生参考。
【光通信原理】光纤通信(Fiber-optic communication),也作光纤通讯。光纤通信是以光作为信息载体,以光纤作为传输媒介的通信方式,首先将电信号转换成光信号,再透过光纤将光信号进行传...
目前光纤通信系统中常用的光源主要有两种:发光二极管(LED)和激光器(LD)。激光器由于在调制速率和耦合效率方面都明显优于发光二极管所以一般适用于大、中容量的长距离通信系统,同时由于电流—光输出特性线...
笼统说需要光电信号转换设备我般使用都电信号设备需要进行光纤传输电信号需要转换光信号进行传输;1、太网数据光纤传输需要太网光纤收发器太网交换机、路由器需要光模块;2、电路仿真、DDN、帧继需要协议转换、...
高职院校通信类专业数字通信系统原理课程教学改革与探索
数字通信系统原理课程是电子信息和通信类专业的基础课程。结合高职学生特点,从教学方式、考核方法、实践教学等不同环节进行改革探索,激发学生学习的主动性、创造性,培养学生的创新意识。
偏振失配对非线性光纤环镜微波光子开关的影响
基于考虑偏振态的耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅立叶法分析了控制光与信号光偏振失配对双耦合器非线性光纤环境(NOLM)微波光子开关性能的影响.研究表明,偏振失配造成NOLM输出信号强度波动,严重影响NOLM性能,尤其是在大调制带宽时NOLM对偏振失配极为敏感.偏振失配造成NOLM输出眼图和信噪比急剧恶化并导致较大的强度波动.
《卫星数字电视传输与微波技术》为"广播影视工程技术人员实用教材"之一,主要用于我国广播电视系统工程技术人员培训学习参考,也可作为相关专业大学本科生及大专学生,远程教育学生的专业指导书。
本书内容分为三大部分:
第1部分是基本理论篇,共3章。系统介绍了数字卫星传输的基本知识,重点地分析了DVB-S(欧洲数字视频广播)的信源编码方式、信道编码方式,详细地讨论了DVB-S系统数字图像质量的主观评价和客观测量方法。
第2部分 是实用技术篇,共6章,由于卫星数字电视传输与微波技术实践性较强,因此在本书中这部分内容占了较大的篇幅。这部分详细讨论了卫星天线与高频头、数字卫星接收机、卫星通信系系统传输参数的链路估算、卫星上行站系统、数字微波通信系统,并从产用的角度阐述了卫星系统接收系统的选址、设备选择、安装与调试。
第3部分是指标测量篇,共3章,主要介绍了卫星设图示指标测量、地球站系统联测和数字微波设备的维护和测试。
本书的编著者都是工作在广播电视一线的专家和工程专业人员,都是数字化转型期亲历者和实践者。在编写过程中,紧扣数字技术,注重理论、强调实用价值,同时关注使用中的难点、未来发展中的亮点。
本书紧密结合我国微波遥感卫星研制的工程实践,全面、系统的论述了卫星极化微波遥感的原理、关键技术、设计、技术指标论证、工程实践经验等方面内容。
本书共分五部分。第一部分介绍了卫星极化微波遥感概念、发展历程、极化关键指标等。第二部分重点介绍了微波遥感卫星总体设计流程、关键指标论证、工程研制重要环节。第三部分对典型的星载微波遥感载荷进行了论述、包括SAR、雷达高度计、微波散射计、微波辐射计、其它新型微波载荷工作原理、组成、指标、工程要点等。第四部分对微波遥感数据处理、定标、真实性验证进行了阐述。第五部分对典型的微波遥感数据应用和微波遥感新技术展望进行了介绍。
本书是对我国星载微波遥感理论研究和工程实践成果与经验的总结,对从事卫星微波遥感领域研究和设计的科研工作者与工程技术人员有重要的参考价值、也可供相关技术人员、微波遥感爱好者学习参考。
缩略词对照表1
第一部分 基础篇
第1章 绪论7
1.1 引言7
1.2 极化雷达成像发展概述9
1.3 典型星载极化微波遥感系统13
1.4 小结20
第2章 极化基本原理21 !
2.1 极化基本原理概述21
2.2 极化获取30
第二部分 微波遥感卫星总体技术篇
第3章 微波遥感卫星总体设计35 !
3.1 微波遥感卫星设计35
3.2 微波遥感卫星制造43
3.3 卫星演示验证44
第4章 合成孔径雷达总体设计46 !
4.1 合成孔径雷达成像原理47
4.2 频率48
4.3 极化50
4.4 入射角50 !
4.5 天线体制51
4.6 辐射阵面51
4.7 极化模式52
4.8 成像模式分析53
4.9 图像质量分析54
4.10 系统幅相误差分配65 !
4.11 数据压缩对数据质量影响分析66
4.12 合成孔径雷达载荷的几个关键指标计算69
4.13 合成孔径雷达系统仿真分析与设计71
第5章 雷达高度计总体设计75
5.1 雷达高度计原理76 !
5.2 海洋动态地形图78 !
5.3 主要误差因素分析79
5.4 主要误差分析预计80
5.5 风速测量81
5.6 有效波高测量82
5.7 雷达高度计关键技术指标分析83 !
5.8 跟踪技术86
5.9 脉冲压缩技术86
5.10 传输路径校正87 !
5.11 全去斜坡技术88 !
5.12 新型雷达高度计介绍90
第6章 微波散射计总体设计99
6.1 散射计工作原理100
6.2 风速、风向的反演101 !
6.3 微波散射计主要技术指标101
6.4 入射角的设计103 !
6.5 全极化散射计测量精度104 !
6.6 全极化高分辨率信号处理技术104
6.7 高精度全极化微波散射计定标技术105
第7章 微波辐射计总体设计107
7.1 微波辐射计工作原理108
7.2 微波辐射计测温算法108
7.3 微波辐射计主要技术指标110
7.4 全极化辐射计112 !
7.5 入射角113
7.6 极化测量方式选择113 !第8章 载荷对卫星总体需求分析115
8.1 轨道分析设计115 !
8.2 数传能力分析117 !
8.3 姿态、轨道控制需求分析118
8.4 定轨、定位需求分析128
8.5 微波遥感卫星机电热一体化设计136 !
8.6 非理想因素对图像质量影响分析140 !
第三部分 微波载荷技术篇
第9章 极化合成孔径雷达173 !
9.1 组成与工作原理173
9.2 功能174 !
9.3 工作模式175 !
9.4 指标175 !
9.5 方案设计176 !
9.6 对外接口关系196 !
9.7 试验验证197 !
第10章 雷达高度计199 !
10.1 组成与工作原理199
10.2 功能200 !
10.3 工作模式200 !
10.4 指标200 !
10.5 方案设计201 !
10.6 对外接口关系204 !
10.7 试验验证204 !
10.8 三维雷达成像高度计205
10.9 波谱仪206
第11章 极化散射计209 !
11.1 组成与工作原理209
11.2 工作模式210 !
11.3 功能210 !
11.4 指标210 !
11.5 方案设计211 !
目 录 ·Ⅸ·
11.6 对外接口关系214 !
11.7 试验验证214 !
第12章 极化辐射计215 !
12.1 组成与工作原理215
12.2 工作模式215 !
12.3 功能216 !
12.4 指标216 !
12.5 方案设计217 !
12.6 对外接口关系221 !
12.7 试验验证221 !
第13章 其他载荷222
13.1 盐度计/湿度计222
13.2 气象雷达230 !
13.3 地球同步轨道合成孔径雷达240 !
13.4 干涉合成孔径雷达251 !
13.5 其他微波雷达259 !
第四部分 处理与定标篇
第14章 数据处理技术263
14.1 处理内容和流程263
14.2 非成像数据处理方法266
14.3 成像数据处理方法(SAR) 271 !
第15章 定标和验证285 !
15.1 雷达高度计定标与检验方法285 !
15.2 散射计定标与检验方法288 !
15.3 辐射计定标与检验方法293 !
15.4 合成孔径雷达定标与检验方法301
第五部分 应用与展望篇
第16章 极化数据应用317
16.1 概述317 !
16.2 合成孔径雷达微波遥感应用317 !
16.3 星载雷达高度计应用344 16.4 星载微波散射计和辐射计应用346
第17章 新技术展望351 !
17.1 多维度合成孔径雷达成像351
17.2 稀疏多输入多输出雷达成像351 !
17.3 星载视频合成孔径雷达(Video-SAR) 352 !
17.4 基于数字波束形成星载合成孔径雷达(DBF-SAR) 353
17.5 圆迹合成孔径雷达354 !
17.6 紧致极化合成孔径雷达355 !
17.7 连续变重频技术356
附 录357
参考文献373