长波红外无线激光通信脉冲宽度调制实验研究_谷康
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1.激光对潜通信的作用及前景一.潜艇通信概述潜艇主要工作于水下30~400m,带有核弹头的导弹核潜艇可在海水300~400m深度活动几个月因此,发展核潜艇具有极重要的战略意义。
而潜艇航行深度及航速的快速发展.给通信带来巨大困难。
随着通信技术的发展,干扰机在定位、识别等领域取得了重大突破。
对潜艇来说,隐蔽性就是生命。
如采用传统的超短波无线电对潜通信,潜艇应浮至近水面伸出天线对外收发电文、极易暴露目标。
图1示出了无线电渡、红外、可见光和紫外、x射线在海水中的衰减曲线。
从图看出,频率低于1×103Hz的无线电超长波在海水中的衰减值小于ldB/m;频率约6×1014Hz的0.48mμ蓝绿激光波长在海水中的衰减值小于1×10-2。
dB/m。
困此,岸对潜通信具有两个“窗口”,即超长波无线电通信窗El和0.48v.m的蓝绿激光波长窗口两者相比,0.48v.m的蓝绿激光波长为对潜通信的最佳窗El,即激光通信“窗口”。
激光对潜通信不仅具有超长波通信的全部优点,还具有传输速率高、信息容量大、:抗电磁和核辐射干扰,方向性强、体积小、隐蔽性好等超长波无法与之比拟的优点,能实现最复杂的通信系统。
如地面通过卫星对潜实施激光通信,仅发射三颗卫星,先从地面用微波向卫星发送信息,再经卫星上的激光束向潜艇所在海域进行扫描传输信息,而不影响潜艇的战术机动,能对400m 以下深度、航运3O节以上的战略核潜艇实施全球海域的通信联网。
二、激光对潜通信的作用及前景不同波长的光波穿透水的能力不同,经测量表明,无论在海水或纯水中,水下μ的蓝绿可见光,称光波穿透海水的蓝绿光“窗传输的有效光波长范围0.47~0.54mμ。
口”,最佳波长为0.48m经测量,蓝绿光在海水中的穿透深度可达600m,这一特性与极低频120~180m 比较,在海军对潜通信中具有极大的吸引力。
美国海军一开始的基本设想和方案是:(1)先从地面将报文用微波送至卫星,再由卫星上的蓝绿激光发到潜艇所在海域;(2)由地面激光发射机以小于2O。
自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究的开题报告题目:自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究一、选题意义激光通信具有传输速度快、带宽宽、信息安全性高等优势,是未来通信技术的发展方向。
在自由空间激光通信中,由于气象和其他环境因素的影响,通信质量不稳定,其捕获技术决定着系统的稳定性和可靠性。
因此,开展自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术的研究,对推动激光通信技术的发展具有重要意义。
二、研究内容1、自由空间激光通信系统的原理和特点分析。
2、自由空间激光通信系统的高概率、快速捕获技术研究,包括信号检测、预处理、信号定位和跟踪、误差校正等环节的优化与改进。
3、基于仿真和实验研究,验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性,并对其性能进行评估。
三、研究目标1、实现自由空间激光通信系统的高概率、快速捕获技术,降低系统捕获时间和提高系统稳定性,使其适应不同天气和环境条件下的工作。
2、针对现有自由空间激光通信系统的不足,提出改进措施,优化系统性能,为自由空间激光通信系统的实际应用提供技术支撑。
四、研究方法1、理论分析与模拟仿真。
通过建立模型和模拟仿真,研究自由空间激光通信系统中高概率、快速捕获技术的实现原理和性能,为后续实验提供理论依据。
2、实验研究。
根据仿真结果对自由空间激光通信系统进行实验研究,验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性,并对其性能进行评估。
五、进度安排第一阶段(前期准备)1、文献调研:对现有的自由空间激光通信系统和捕获技术进行综述和分析。
2、理论分析与仿真:建立自由空间激光通信系统的数学模型,进行仿真分析。
第二阶段(中期实施)1、系统优化设计:根据仿真结果,针对系统实际工作环境和应用需求,对系统进行优化设计。
2、实验研究:设计实验方案,进行实验研究,验证所设计的高概率、快速捕获技术的有效性和可靠性,并对其性能进行评估。
第三阶段(后期总结)1、数据分析与总结:对实验数据进行分析和总结,完善自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术。
激光技术的军事应用武器:激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门高新技术,经过40多年的发展,从机理原理,实验手段到制造工艺都已逐步成熟,受到各大军事强国的重视,未来有望成为军事技术最活跃的一个领域。
高亮度,方向性强,单色性好。
相干性好。
由于激光具有上述特点,激光技术在军事领域得到广泛的应用。
其主要应用有:激光武器用于杀伤敌重武器装备时,需要较高的能量,通常称为高能激光武器或称激光炮。
目前美国已研制出机载和车载激光炮。
激光炮的威力强大,命中率极高。
由于强激光束具有很强的烧蚀作用、幅射作用和激光效应,因而对武器装备具有很大的破坏力。
激光武器可以破坏制导系统、引爆弹头和毁坏壳体、拦击制导炸弹、炮弹、导弹、卫星、飞机、巡航导弹和破坏雷达、通信系统等。
激光摧毁卫星可由地面、空中和空间进行。
目前一个激光器的能量还无法将高轨卫星摧毁,但能用几个激光器同时对准1颗卫星进行攻击将其摧毁。
空间激光反卫星是将激光器装在卫星或航天飞机上,攻击对方的卫星;空中激光反卫星是将激光器装在飞机上攻击卫星,它可克服地面发射激光攻击卫星的许多缺点,但不如航天器攻击卫星那么理想,因航天器比飞机平稳,没气流和飞行振动的干扰,激光的能量可充分发挥。
激光武器用于杀伤敌方人员和破坏某些仪器设备时,所需发射的能量一般要求不高,称为低能激光武器,它主要使敌方人员致盲和使某些光电测量仪器的光敏元件受到破坏甚至失效,或可用来在城市、森林大面积点火。
据报导,脉冲功率100兆焦的激光,可使500米处人眼的玻璃体溢血,在2公里处可烧坏视网膜。
目前已研制出激光致盲武器,可使500米处的人永久失明,使2公里处的人暂时失明。
在反坦克、反潜艇中,激光致盲武器也有很大发展潜力,坦克和潜艇的活动离不开潜望镜,因此对准潜望镜入口发射激光,就会把在用潜望镜观看外部情况的指挥员、驾驶员的眼睛损伤,坦克和潜艇也就失去作战能力。
侦察卫星靠装在其中的各种光电传感器侦察地面目标,如果用激光束照射其中的光电传感器也会使侦察卫星变为“瞎子”。