第8、9章 空间激光通信课件
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空间通信简介空间激光通信是一种利用激光束作为载波在空间进行图像、语音、信号等信息传递的通信方式。
与传统微波通信相比,激光通信具有传输速率快、通信容量大、抗电磁干扰性能强、保密性高等优点,而且其通信终端体积小、功耗低、实用性极强,引发各国研究热潮。
空间激光通信技术的发展和突破对增强空间信息传输的实时性、安全性以及未来深空探测意义重大,有望变革未来空间通信技术发展。
优点随着空间技术、传感技术等的发展,卫星及各种航天器所需的信息传输量呈指数级增长,目前空间通信所采用的以微波通信为主的通信手段已难以满足急剧增长的通信容量需求。
空间激光通信具有较高的数据传输速率、较强的电磁抗干扰能力和安全保密性能,且激光通信设备还具有体积小、重量轻、能耗低等优点,被认为是最有潜力革新空间通信的颠覆性技术。
高数据传输速率空间激光通信的载波频率范围为190THz~560THz,约为微波通信频率的数千倍乃至数万倍,具有巨大的宽带提升空间,可实现更高的数据传输速率,使从空间传回海量视频和高精度测量数据成为可能,对于自然灾害监测、军事通信等具有重要战略意义。
体积小质量轻功耗低相比于微波,激光的波长要短数千至上万倍。
波长越短,能量越高,所受的衍射作用越小,激光所需的发射和接收天线尺寸可以大幅缩小,使得激光通信系统终端的体积、质量和功率都远远优于微波通信,高度满足空间应用对有效载荷小型化、轻量化、低功耗的要求。
抗电磁干扰安全保密空间激光通信采用激光作为载波,激光光束极窄,发散角小于1mrad(毫弧度),亮度和能量密度极高,信息传递不易被其他设备捕获,且邻近卫星间的通信干扰也可忽略不计,具有较高的抗电磁干扰能力和安全保密性能。
尽管存在诸多优势,目前空间激光通信技术仍处于研究阶段,尚面临诸多技术挑战。
如激光通信较易受制于激光通信终端和探测器件、大气湍流、大气衰减等因素的影响和干扰,空间激光通信所需的地面基础设施远未完备,空间激光通信高频带、高宽带的技术优势尚未被完全挖掘等。
空间激光通信技术及其发展空间激光通信技术及其发展摘要:随着技术的发展,激光通信技术作为一种新兴的高速通信技术在空间通信领域被越来越多的采用,能够在短时间内实现大量数据的传输和交换。
本文从激光通信技术的优势与发展现状、激光技术及其应用等方面全面阐述了当前空间激光通信技术及其发展情况,以期可以丰富理解空间激光通信技术,有助于相关研究与发展的进一步推进。
关键词:空间激光通信;技术优势;应用发展1 空间激光通信技术介绍空间激光通信技术是一种利用光束进行高速通信的技术,利用光束传输大量的信息,不仅可以在短时间内实现大量数据的传输和交换,而且在传输过程中也不会出现信号失真的现象。
此外,空间激光通信技术还具有快速、高效的特点,可以明显的提高空间通信的效率,并且能够在超大距离的情况下,有效的进行数据传输和交换。
2 技术优势空间激光通信技术具有优越的性能优势,可以有效的提高空间通信效率:(1)高速传输:通过采用激光波束,能够较快地传输数据,有效的提高了空间通信效率。
(2)低功耗:相对于传统空间通信技术,激光通信技术的功耗更低,能够节约资源,提高通信效率。
(3)低灵敏度:采用激光波束进行通信,其信号不受外界的干扰,灵敏度较低,并且信号不易受到外界的干扰,保证了通信的稳定性。
(4)大距离传输:采用激光波束进行通信,能够在超大距离的情况下,有效的进行数据传输和交换。
3 技术应用发展空间激光通信技术在空间通信领域的应用越来越多,主要涉及以下几个方面:(1)国际空间站:国际空间站可以利用激光波束实现高速的数据传输,加快空间站的信息传输效率,有助于国际空间站的发展。
(2)空间移动性:利用激光波束进行通信,也能够提高空间飞行器的移动性,方便空间探测设备的跟踪及管理。
(3)气象卫星:气象卫星也可以利用激光波束进行高效的信息传输,有助于提高气象卫星的性能。
(4)航天飞行器:激光波束可以显著提高航天飞行器的性能,实现飞行器之间的高速、便捷的通信。