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微波光子學基礎 ( 簡體 字) |
| 作者：項鵬,蒲濤,沈薈萍 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 46296
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
NT售價： 445 元 |
| 出版日：1/1/2017 |
| 頁數：344 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121303708 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：譯者序
隨著人類社會的發展步入信息時代， 多種寬帶通信業務的出現和用戶數量的激增都推動著通信技術向著容量更大的方向發展。為此， 人們不斷提高現代通信系統中信息載體--電磁波的頻率， 以期望獲得更大的帶寬。尤其是在無線通信領域， 通信載波的頻率已經從微波頻段發展到了毫米波頻段， 并繼續向太赫茲頻段發展。此時， 傳統基于電子學的器件和手段在應對如此高頻、 大帶寬的信號產生、 傳輸和處理等方面已經越來越顯得力不從心。在此條件下人們開始另辟蹊徑， 采用光子學的原理和手段來實現高頻毫米波、 太赫茲波信號的產生、 傳輸與處理。基于光子學的器件和手段能夠有效地克服傳統電子學器件的“電子瓶頸”， 還具有體積小、 重量輕、 可調范圍大， 抗電磁干擾等優勢， 同時利用光纖所具有的大帶寬、 低損耗優勢， 可以很容易地實現毫米波和太赫茲波信號的傳輸與覆蓋范圍。于是這種基于光子學原理和手段來實現高頻微波、 毫米波以及太赫茲信號的產生、 傳輸、 處理和測量的交叉學科——微波光子學， 便應運而生。近年來， 微波光子得到了學術界和業界的廣泛關注， 使得其相關技術得到了飛速的發展， 并已經從基礎性的原理研究走向了實際應用。
《微波光子學基礎》從模擬光子鏈路這一重要應用領域的視角出發， 全面闡述了微波光子學的基本概念和基本原理；基于相關的物理模型， 推導了模擬光子鏈路的重要性能參數， 并給出了重要數學公式；在考慮不同信號調制方式的條件下深入地分析了鏈路中噪聲、 畸變和光纖傳輸效應等核心問題。最后， 還介紹了微波光子學在微波信號處理及測量系統， 和射電天文學、 任意波形發生器等領域中的應用。本書內容全面， 實用性強。其作者長期在美國海軍實驗室從事微波光子學領域的研究， 近年來發表了大量的學術論文， 在業界頗具影響力。而本書的很多內容都來自于作者的研究成果， 可為從事微波光子學領域教學和科研工作的廣大師生及工程技術人員提供有益參考。然而目前國內有關微波光子學的專著還不多見， 也缺少一本專門介紹模擬光子鏈路這一實用技術的高水平書籍。因此， 我們組織翻譯了這本書， 希望能對國內從事相關領域工作的讀者有所裨益。
本書由中國人民解放軍理工大學通信工程學院項鵬博士主持翻譯。譯者長期從事微波光子學領域的教學和研究工作， 近年來在該領域主持和參與了多項國家級和省部級自然科學基金的研究工作， 具有較強的相關理論基礎。同時， 多年從事外國留學生的相關專業課程教學， 和多次外文書籍的翻譯實踐也使得譯者具備了所需的英語運用能力和翻譯工作經驗。在本書的翻譯過程中， 項鵬完成了第3至第7章的翻譯， 此外， 參與本書翻譯的還有本校的蒲濤教授， 他完成了第1至第2章的翻譯， 以及本校的沈薈萍博士完成了第8至第10章的翻譯， 全書的統稿和審校由項鵬完成。
譯者2016年6月于南京
前言
我們認為本書全面地闡述了微波光子學領域的內容， 該領域有時也被稱為射頻（RF）或模擬光子學。這本書所面對的讀者群涵蓋工程或物理專業的高年級大學本科學生直至本領域的專家。本書對微波光子學領域的闡述注重基礎， 因此可用于高年級本科生或研究生的課程教材來向學生介紹微波光子學。雖然本書沒有包括專門的習題集， 但是書中給出了許多例子， 教師只要發揮一點想象力， 就可以設計出課后作業。我們希望本書可以令本領域經驗豐富的專家、 學者都覺得有很多用處。我們已經盡力在本書有限的篇幅中提供盡可能多的基礎物理學知識。有時， 對于微波光子的應用來說， 這些知識可以忽略。書中針對各種不同應用場景， 用大量的曲線描述了微波光子鏈路的性能邊界。每章都包括一個完整的參考文獻列表， 且包含了最原始的參考文獻。本書提供了許多便于使用的公式， 可供讀者迅速查閱使用。的確， 我們真心希望本書可以在實驗室、 應用現場或是設計會議等場合都為人們提供一個常備的參考資料。
我們希望這本書的內容從第一頁到最后一頁都連續流暢， 而且我們相信本書已達到了這一初衷。我們建議本領域的初學者最好按順序來閱讀本書， 因為后繼章節的內容是建立在前面章節的基礎之上的。而對于在本領域有一定學習和研究經驗人， 則可以很容易地找到每個獨立章節的索引導航。第1章簡要介紹微波光子學領域的內容， 該章內容相對獨立， 并引出了內容更為詳盡的后續章節。第2章主要描述量化微波光子系統性能的參數指標， 而這些指標是從光學領域中剝離出來的。第3~5章的內容闡述了噪聲、 失真、 信號的傳輸與光纖非線性等內容， 這些內容都與微波光子緊密相關。而這三章內容都并非針對任何一種調制方式， 而是旨在對微波光子鏈路給出更一般性的闡述。具體的調制及相應的解調技術在第6~8章中闡述， 這些內容用到了前四章中給出的基礎知識。在第6章中， 重點介紹了基于馬赫-曾德爾外調制器的強度調制和直接檢測方案。該技術無疑是當今最為流行的調制解調方式， 因此做了最徹底的闡述。第7章介紹了相位調制方案， 但比起前面一章， 內容沒有那么詳細。第8章全面卻相對簡要地介紹了各種其他的調制方式。第9章集中討論了高功率光電檢測器。第10章介紹相關系統與子系統的應用， 并描述了當前該領域中的一些發展趨勢。
我們自己在撰寫本書過程中也對微波光子學領域中的許多問題得到了更完整的認識， 并激發了許多新的想法。我們也真心地希望所有閱讀本書的人能夠從中獲得同樣的收獲。
Vincent Urick
Jason McKinney
Keith Williams
華盛頓特區， 2014年4月致謝
本書為作者個人所撰寫的， 因此本書中所表達的觀點僅代表本書的作者， 不代表美國海軍實驗室（NRL）、 美國海軍或政府官方的觀點。但是， 如果沒有NRL對我們整個職業生涯的支持， 我們也是無法完成本書的。NRL所提供的工作環境， 使得我們的研究工作穩步前進， 并對微波光子學技術的實驗和理論獲得透徹的理解。而如果沒有NRL管理層的支持， 這些都是不可能的， 特別是主管和部門負責人為我們在這一重要技術領域取得進展提供的儀器、 設備的支持。在此要對以下各位表示感謝： Francis Klemm博士， Thomas Giallorenzi博士、 John Montgomery博士、 Joseph Weller博士、 Ronald Esman博士、 Michael Monsma先生和Don Northam博士。我們還要感謝工作在NRL的各位員工， 無論是過去還是現在， 他們都對微波光子學的發展做出了貢獻。
我們很感謝在過去的歲月與我們一起愉快工作的無數同事們。本書中所引用的文獻已經指出了那些曾給予我我們啟發的人的名字， 但是其中有些人還應該在此特別提出。首先是NRL的Frank Bucholtz博士， 他在我們分析和理解模擬光子鏈路的過程中給出了重要見解。雖然我們在書中已經引用了他的工作， 但是他對于我們的進步所做出的貢獻其實遠超過了那些。美國海軍學院物理系的Nicholas Frigo教授幫助我們完成了書中有關偏振效應的章節。NRL的 Carl Villarruel先生（已退休）曾花費了無數時間與我們討論了微波光子學的技術細節， 尤其在關于光纖效應的領域。美國空軍研究實驗室的Preeetpual Devgan博士對屬于調制格式的重要概念進行了仿真。雷神公司的Andrew Kowalevicz博士激發了我們關于不同媒質中光場的有用觀點。NRL的Marcel Pruessner博士在微波光子硅基集成的應用領域為我們提供了重要的反饋意見。美國陸軍研究實驗室的Olukayode Okysaga博士在光電振蕩器專題方面為我們提供了重要的見解。美國空間與海軍武器系統司令部的Bill Jacobs先生在微波光子應用和專業職責方面為我們提供了不同觀點。我們還要感謝約翰?霍普金斯應用物理實驗室的小Thomas Clark博士在關于多倍頻毫米波光子學和信號處理方面與我們一起討論。最后， 我們還希望對所有我們指導過的十分要求上進的學生， 以及所有那些我們曾教導過的人們， 是他們給了我們傳承自己知識給他人的機會。在指導他們的過程中， 我們深刻地意識到： 直到我們能夠將知識傳授給別人的時候， 我們才算是真正獲得了對這些知識的理解， 而關于這一點我們在撰寫本書的過程中曾有千百次的體會。
除了上面提到的對專業領域工作者的感謝， 還要那些對我們影響深遠的人。如果沒有我們的父母和家人的支持， 這本書也是不可能完成的。我們的妻子和孩子們在我們完成本書的過程中也給予了大量的支持和讓步。我們永遠感謝我們的父母： Vincent Urick Sr.、 Susanne Urick、 Dwight McKinney、 Deborah McKinney 和 Gertrude Williams， 是他們培育了我們的智力與好奇心， 并給我們灌輸著職業道德， 這些都是我們能夠完成本書所必需的品質。Paul Urick, 一位年長的來自賓夕法尼亞州的農民， 和一位曾經于1944年在奧馬哈海灘幸存的好心人Norman Zlotorzynski, 總是在我們最需要的時候給予我們靈感。這兩位在本書的寫作過程中都去世了， 不然他們也應該希望看到我們這本完成的著作。 |
內容簡介：本書是一本有關微波光子學原理與應用的專著。在書中作者結合自己在美國海軍研究實驗室（U.S. Naval Research Laboratory）從事模擬微波光子鏈路的研究實踐，從模擬微波光子鏈路的原理與應用這一視角介紹了微波光子學的基本原理，并綜述和展望了模擬微波光子鏈路的應用及其未來的發展趨勢。全書共分為十章，內容涵蓋微波光子學的基本概念；射頻系統與光子學系統的性能參數；基于不同調制方式的模擬微波光子鏈路的理論模型和其中有關信號傳輸的關鍵問題，包括鏈路中的噪聲、畸變和非線性效應等；以及模擬微波光子鏈路的應用。 |
目錄：第1章緒論
1.1光纖光子鏈路的技術發展與優勢
1.2模擬與數字光纖鏈路
1.3基本光纖光學器件
1.4射頻系統中的模擬鏈路
參考文獻
第2章模擬性能參數
2.1散射矩陣
2.2噪聲系數
2.3動態范圍
2.3.1壓縮動態范圍（CDR）
2.3.2無雜散動態范圍
2.4級聯系統的分析
參考文獻
第3章光纖鏈路中的噪聲源
3.1基本概念
3.2熱噪聲
3.3散粒噪聲
3.4激光器
3.5光放大器
3.5.1摻鉺光纖光放大器
3.5.2拉曼和布里淵光纖放大器
3.5.3半導體光放大器
3.6光電檢測器
參考文獻
第4章光纖鏈路中的畸變
4.1簡介
4.2電光轉換中的畸變
4.3光放大器中的畸變
4.4光電檢測器中的畸變
4.4.1光電檢測器的畸變測量系統
4.4.2光電檢測器中的非線性機理
參考文獻
第5章光纖傳播效應
5.1簡介
5.2雙重瑞利散射
5.3光纖鏈路中的RF相位
5.4色度色散
5.5受激布里淵散射
5.6受激拉曼散射
5.7交叉相位調制
5.8四波混頻
5.9偏振效應
參考文獻
第6章外強度調制與直接檢測鏈路
6.1基本概念與鏈路結構
6.2信號的傳輸與增益
6.3鏈路的噪聲與性能參數
6.3.1通用方程
6.3.2散粒噪聲限制條件下的方程
6.3.3RIN限制條件下的方程
6.3.4對于折中考慮的分析
6.4與光電二極管相關的問題與解決方法
6.5線性化技術
6.6傳播效應
參考文獻
第7章外相位調制與干涉儀檢測鏈路
7.1簡介
7.2鏈路的信號傳輸與增益
7.3鏈路的噪聲與性能參數
7.4鏈路線性化技術
7.5傳播效應的影響
7.6用于光相位調制信號的其他技術
參考文獻
第8章其他模擬光學調制方法
8.1激光器的直接調制
8.1.1直接強度調制
8.1.2直接頻率調制
8.2基于MZM的載波抑制調制
8.3單邊帶調制
8.4采樣模擬光子鏈路
8.4.1基于采樣模擬光子鏈路的RF下變頻
8.4.2用采樣鏈路來緩解受激布里淵散射的影響
8.5偏振調制
參考文獻
第9章大電流光電探測器
9.1光電探測器的壓縮效應
9.2有限的串聯電阻帶來的影響
9.3熱負荷的限制
9.4空間電荷效應
9.5光電檢測器的功率轉換效率
9.6大功率光電檢測器的最新進展
參考文獻
第10章應用與發展趨勢
10.1點對點的鏈路應用
10.2模擬光纖延遲線
10.3基于光子學的射頻信號處理
10.3.1寬帶信道化處理
10.3.2瞬時頻率測量
10.3.3下變頻
10.3.4相控陣波束成形
10.4基于光子學的RF信號產生
10.5毫米波光子學
10.6集成微波光子電路
參考文獻
附錄I 單位與物理常數
附錄II電磁輻射
附錄III正弦信號的功率、 電壓和電流
附錄IV三角函數附錄V傅里葉變換公式
附錄VI貝塞爾函數 |
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