高新科技译丛·通信技术系列 微波光子链路：组件与电路 [Microwaves Photonic Links：Components and Circuits] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[法] Christian，Rumelhard，[法] Catherine，Algani，[法] Anne-Laure ... 著，王宇 译

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• 微波光子
• 光纤通信
• 通信技术
• 微波技术
• 光电子器件
• 电路设计
• 高新科技
• 译著
• 通信工程
• 光通信

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118105018

版次：1

商品编码：12160531

包装：平装

丛书名： 高新科技译丛·通信技术系列

外文名称：Microwaves Photonic Links：Components and Circuits

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：263###

内容简介

　　《高新科技译丛·通信技术系列 微波光子链路：组件与电路》是一本介绍微波光子链路组件和电路的新学术专著，在介绍微波光子链路器件原理的基础上，通过器件电学和光学特性参数的分析，提出了微波光子链路性能综合分析的原创方法，分析了微波光子链路特性参数及影响因素，进而提出了微波光子链路及器件建模仿真方法，通过建模将微波光子链路组件的电气模型集成到商用电路仿真软件中，从理论和应用上为微波系统工程师和研究人员提供了设计参考和依据。原著由国际著名学术出版机构Wiley出版发行，原著作者为法国国立科学与管理学院（CNAM）的教授，代表了欧洲微波光子技术研究的高水平，反应了目前国际相关领域的新研究成果。

内页插图

目录

第1章 基本概念
1．1 微波光子链路
1．2 链路描述
1．3 信号传输
1．3．1 微波信号
1．3．2 数字信号的微波载波
1．3．3 UWB信号
1．3．4 光载波
1．3．5 小结
1．4 微波光子链路的局限性
1．4．1 由不同组件的材料带来的局限性
1．4．2 微波光子链路中的噪声源
1．4．3 非线性
1．5 微波光子链路组件和特征

第2章 光信号的产生和调制
2．1 激光器
2．1．1 基本概念
2．1．2 半导体激光器结构和有源层光增益
2．1．3 Fabry-Perot激光器原理
2．1．4 光限制因子与速率方程
2．1．5 激光器静态工作模式（或连续波工作模式）
2．1．6 激光器动态工作模式：射频小信号响应
2．1．7 RIN激光器噪声
2．1．8 RIN随1∥的增大和小信号与噪声的叠加
2．1．9 激光器的不同配置
2．1．10 激光器计算机辅助设计（CAD）模型
2．1．11 激光器测量和温度稳定性
2．2 电光调制器（EOM）
2．2．1 基本物理原理
2．2．2 线性电光（Pockel）效应
2．2．3 Mach-Zehnder电光调制器
2．2．4 单驱动MZM：单驱动电极
2．2．5 双驱动MZM：双驱动电极
2．2．6 实际MZM：特性和性能
2．2．7 MZM技术
2．3 电吸收调制器（EAM）
2．3．1 电吸收效应
2．3．2 FKE
2．3．3 Stark效应
2．3．4 量子阱结构
2．3．5 MEA操作
2．3．6 EAM特性
2．3．7 电吸收调制激光器（EML）：EAM和DFB的集成
2．3．8 用于超高速信号仿真的EAM电气建模

第3章 光纤和放大器
3．1 光纤
3．1．1 概述
3．1．2 材料衰减
3．1．3 材料折射率和色散
3．1．4 全反射、数值孔径、最大传输频率
3．1．5 阶跃折射率光纤
3．1．6 渐变折射率光纤
3．1．7 单模光纤
3．1．8 塑料光纤
3．2 光放大器
3．2．1 半导体光放大器（SOA）
3．2．2 EDFA
3．3 附录：光纤中信号传播的模分析
3．3．1 Maxwell方程
3．3．2 柱面光纤中的Maxwell方程
3．3．3 连续性和特征方程条件
3．3．4 不同模式分析
3．3．5 线性偏振模式的近似
……

第4章 光电探测器
第5章 微波光子链路性能
第6章 微波光子链路性能的补充分析
第7章 微波光子链路中的电子放大器
第8章 微波光子链路的仿真和测量

参考文献
缩略语

前言/序言

　　微波光子技术是以光电子器件为基础，由光学技术、电子学技术、精密机械技术和计算机技术等密切结合而形成的一项综合技术。它是光学技术与电子学技术的结合，利用微波光子链路及相关组件实现微波信号在光域的接收、传输、变换、存储、处理和重现信息的技术。
　　光纤及光电子器件具有超宽带、低损耗、体积重量小、抗电磁干扰等独特优势，经过20多年的发展，已用于野战通信、飞机舰船内部通信、光电对抗、光电跟踪制导、光电传感等。这些军用光电子装备或自成系统，或与武器系统配套，成为武器系统的核心或辅助部分，执行目标的测距、定位、测速、跟踪和瞄准，以及信息的接收、传输和处理，甚至直接作为武器。微波光子技术以军事需求为牵引，日益成为国内外研究的热点。
　　原著是一本介绍微波光子链路组件和电路的最新学术专著，在介绍微波光子链路器件原理的基础上，通过器件电学和光学特性参数的分析，提出了微波光子链路性能综合分析的原创方法，分析了微波光子链路特性参数及影响因素，进而提出了微波光子链路及器件建模仿真方法，通过建模将微波光子链路组件的电气模型集成到商用电路仿真软件中，从理论和应用上为微波系统工程师和研究人员提供了设计参考和依据。原著由国际著名学术出版机构Wiley出版发行，原著作者为法国国立科学与管理学院（CNAM）的教授，代表了欧洲微波光子技术研究的最高水平，反应了目前国际相关领域的最新研究成果。
　　译者先后参与过国家某民用航天项目中的基于微波光子技术的雷达分系统以及某光控相控阵天线的光控单元设计集成工作。本书的翻译及相关项目的研究工作得到了北京理工大学光电成像与信息工程研究所倪国强教授、中国科学院理化技术研究所刘新厚研究员的大力支持和帮助，本书的翻译还得到了国防工业出版社的帮助。需要说明的是，中译本的首要原则是尽可能准确地传达原著的学术观点。鉴于译者的水平和时间所限，翻译过程中难免存在未尽和疏漏之处，敬请广大同行读者批评指正。

高新科技译丛·通信技术系列 微波光子链路：组件与电路 内容简介 本书深入探讨了微波光子链路（Microwave Photonic Links, MPLs）这一前沿技术的核心理论、关键组件及其电路设计。微波光子链路是将微波信号与光信号进行高效转换和传输的关键技术，它融合了微波工程、光学工程和电子工程的精髓，为实现高带宽、低损耗、抗电磁干扰的通信系统提供了革命性的解决方案。本书以详实的内容、严谨的逻辑和丰富的实例，系统性地介绍了微波光子链路的构建基础、关键器件的原理与应用、以及由此衍生的各类创新电路与系统设计。 第一部分：微波光子链路基础理论 本部分旨在为读者建立对微波光子链路的宏观认识。首先，我们将阐述微波光子链路的定义、发展历程及其在现代通信、雷达、电子战、射频识别（RFID）等领域的重要应用价值。通过对比传统的微波传输方式，读者将深刻理解微波光子链路在克服传输损耗、提高带宽、实现分布式系统等方面的显著优势。 接着，我们将深入剖析微波光子链路的基本原理。这包括微波信号的光电转换过程，即如何将高频电信号调制到光载波上，以及光信号的电光转换过程，即如何在接收端将光信号恢复为高频电信号。我们将详细介绍光电调制（EOM）和电光调制（EOM）的常用技术，如强度调制（IM）和外差检测（HD），并分析不同调制方式的优缺点及其适用场景。 此外，本书还将探讨微波光子链路中的关键物理现象，如色散效应、非线性效应、噪声等，并分析这些现象对链路性能的影响。我们将介绍常用的链路分析模型，包括链路增益、噪声系数、动态范围、线性度等关键性能指标的计算方法，为后续的组件选择和电路设计提供理论指导。 第二部分：微波光子链路关键组件详解 本部分是本书的核心内容之一，我们将详细解析构成微波光子链路的各种关键组件。 2.1 光源 光源是微波光子链路的起点，其性能直接影响整个链路的信号质量。我们将重点介绍以下几种常用光源： 激光器： 包括分布反馈（DFB）激光器、垂直腔面发射激光器（VCSEL）、调频连续波（FMCW）激光器等。我们将讨论不同激光器的工作原理、光谱特性（如线宽、波长稳定性）、输出功率、调制带宽等关键参数，以及它们在不同MPL应用中的优势。例如，DFB激光器因其窄线宽和高稳定性，常用于对噪声敏感的应用；FMCW激光器则在距离测量和频率扫描方面具有独特优势。 光电探测器（PD）： 光电探测器负责将接收到的光信号转换为电信号。我们将详细介绍PIN光电探测器和雪崩光电探测器（APD）的结构、工作原理、响应速度、量子效率、暗电流、探测率等性能指标。此外，我们还将讨论探测器的带宽限制、噪声来源（如散粒噪声、热噪声）及其对链路性能的影响。 2.2 调制器 调制器是将微波信号加载到光载波上的关键器件，其调制效率、带宽、线性度和插入损耗是决定链路性能的重要因素。 电光调制器（EOM）： 这是MPL中最常用的调制器类型。我们将重点介绍几种主流的电光调制器，包括： 马赫-曾德尔调制器（MZM）： 详细阐述其工作原理，包括不同类型的MZM（如平衡MZM、双驱动MZM），以及它们在强度调制、相干光电探测等方面的应用。我们将讨论MZM的驱动电压、消光比、插入损耗、电带宽、以及如何通过优化偏置点和驱动信号来提高线性度和抑制二次谐波失真（HD2）。 铌酸锂（LiNbO3）调制器： 分析其材料特性、结构设计以及在宽带MPL中的优势。 电吸收调制器（EAM）： 介绍其工作原理，尤其是利用外加电场改变材料吸收系数的特性，以及其在集成光子器件中的应用前景。 声光调制器（AOM）： 介绍AOM的工作原理，并讨论其在特定MPL应用中的作用，例如频率搬移和信号分路。 2.3 光纤与光器件 光纤是传输光信号的介质，其损耗、色散特性对MPL的传输距离和带宽至关重要。 单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）： 比较它们的传输特性、模场直径、截止波长等，并讨论在MPL中选择合适光纤类型的依据。 色散补偿技术： 详细介绍引起光信号失真的色散（如模间色散、色散斜率）以及常用的补偿方法，包括色散补偿光纤（DCF）、光栅色散补偿器、以及基于电子信号处理的色散补偿技术。 其他关键光器件： 包括光耦合器、光衰减器、光开关、光隔离器、光放大器（如掺铒光纤放大器EDFA）等。我们将讨论它们的工作原理、技术参数以及在MPL系统中的具体应用。 2.4 微波组件 除了光器件，MPL还包含许多传统的微波组件。 微波放大器： 介绍不同类型微波放大器的原理、增益、噪声系数、线性度（如IP3）等参数，以及它们在MPL中作为驱动器或信号放大器的作用。 混频器、滤波器、移相器等： 简要介绍这些常用微波组件在MPL信号处理中的功能。 第三部分：微波光子链路电路设计与应用 本部分将重点关注如何将上述关键组件集成，设计出高性能的微波光子链路电路，并介绍其在不同领域的具体应用。 3.1 各种类型的微波光子链路 直接调制型MPL： 介绍激光器直接被微波信号调制的简单链路结构，讨论其局限性（如调制带宽受限、激光器线宽展宽）及其适用场景。 外调制型MPL： 详细分析基于外部调制器（如MZM）的MPL结构，重点讨论其在高带宽、低损耗和高线性度方面的优势。 外差检测型MPL： 介绍通过混频实现信号带宽压缩或频率搬移的MPL结构，以及其在提高信噪比和扩展动态范围方面的作用。 分布式微波光子链路： 探讨如何利用光纤将微波信号分发到远端，以及其在相控阵雷达、基站分布式天线等系统中的应用。 光梳型MPL： 介绍利用光梳的梳状光谱特性实现多通道、高密度微波信号传输的先进技术。 3.2 关键电路设计与优化 偏置控制电路： 讨论MZM的静态偏置点对调制线性度的影响，以及实现稳定偏置的各种方法，如直流偏置、交流偏置、反馈偏置控制等。 驱动电路设计： 分析驱动高频调制器所需的宽带、低噪声驱动放大器的设计考虑，以及如何优化驱动信号以获得最佳的调制性能。 增益和噪声性能优化： 探讨如何通过优化光源功率、探测器增益、放大器选择以及减少不匹配损耗来提高MPL的总链路增益。分析不同噪声源（如激光器相对强度噪声RIN、探测器噪声、放大器噪声）的贡献，并提出降低噪声的方法。 线性度优化： 重点讨论如何抑制MPL中的非线性失真，如二次谐波失真（HD2）和三次谐波失真（HD3）。介绍常用的线性化技术，如平衡调制、伪线性化（Pre-distortion）以及通过优化偏置点和驱动信号实现线性化。 电磁干扰（EMI）抗扰性设计： 分析MPL在抗EMI方面的固有优势，并探讨如何进一步优化设计以增强其抗干扰能力。 3.3 微波光子链路的先进应用 相控阵雷达系统： 介绍MPL在相控阵雷达中的应用，包括如何通过光纤实现远端天线单元的信号分发和控制，以及其在提高雷达性能、降低功耗和实现小型化方面的优势。 宽带无线通信： 讨论MPL在未来5G/6G通信系统中的潜力，例如在无线回传、分布式基站以及毫米波和太赫兹通信中的应用。 电子战和信号情报： 分析MPL在宽带信号捕获、频率捷变和干扰抑制等电子战应用中的作用。 射频识别（RFID）系统： 探讨MPL如何实现远距离、高精度RFID系统的构建。 测试测量仪器： 介绍MPL在设计高频信号发生器、频谱分析仪等测试测量设备中的应用。 光纤到天线（FTTA）和光纤到户（FTTH）： 简要回顾MPL在这些光纤接入网络中的贡献。 总结与展望 本书的最后，我们将对微波光子链路的当前技术水平进行总结，并对未来的发展趋势进行展望。这包括对新材料、新器件、新算法以及集成化、微型化MPL技术的研究方向的探讨，例如硅光子技术在MPL中的集成应用，以及与人工智能、机器学习等技术的结合，以实现更智能、更高效的MPL系统。 本书内容丰富、结构严谨，旨在为从事通信工程、光电子技术、微波工程、雷达技术等领域的研究人员、工程师和学生提供一本权威的参考书。通过对本书的学习，读者将能够深入理解微波光子链路的工作原理，掌握关键组件的选择与设计方法，并能够根据实际应用需求，设计和优化高性能的微波光子链路系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一印象是它非常“有料”。作为通信技术领域的一本译丛，它的选材必然是经过深思熟虑的，而且“微波光子链路”这个主题本身就充满了科技感和未来的气息。我本身从事的是射频前端的设计，虽然与光子链路的直接交叉不多，但对信号传输的本质和性能瓶颈有着深刻的理解。这本书让我看到了如何通过光学的手段来解决射频领域的一些难题，比如带宽受限、损耗过大等问题。书中对于各种光学元件如何与射频电路巧妙结合的介绍，给了我很多新的思路。例如，书中对光电探测器类型的选择和优化，以及如何将其性能最大化，这对我理解整个链路的信号接收端有很大帮助。同时，书中关于不同调制方式在微波光子链路中的应用和比较，也让我对如何实现高效的信号传输有了更深入的认识。虽然我目前还不能完全理解书中的所有细节，但它所勾勒出的微波光子链路的整体框架和技术潜力，已经让我跃跃欲试，想要进一步学习和应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就散发着一种严谨而前沿的气息，书名“高新科技译丛·通信技术系列”立刻就锁定了目标读者群——那些对通信领域最新发展充满好奇和求知欲的工程师、研究人员以及高年级学生。当我翻开它，尽管我并非微波光子领域的专家，但其中清晰的图示和结构化的章节安排，让我能够快速把握核心概念。例如，关于光电调制器的章节，通过详细的比喻和循序渐进的解释，即使是初学者也能理解其工作原理。作者并没有上来就抛出复杂的数学公式，而是先从宏观的系统构成讲起，然后再深入到各个关键组件的细节。我尤其喜欢其中对各种损耗机制的分析，例如插入损耗、反射损耗等，以及如何通过优化设计来最小化这些损耗，这对于实际工程应用有着至关重要的指导意义。书中的案例分析也相当有价值，通过实际的链路设计案例，展示了理论知识如何转化为可行的技术方案。虽然有些地方的专业术语我还需要查阅资料，但这恰恰是学习的乐趣所在，它激发了我进一步探索的动力。总体而言，这本书为我打开了一扇通往微波光子领域的大门，让我对这个充满潜力的技术方向有了初步但深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

我对通信技术一直抱有浓厚的兴趣，特别是那些能够突破传统界限、实现更高性能的新兴技术。这本书的名字《微波光子链路：组件与电路》一出现，就立刻吸引了我的目光。我一直对如何将微波信号与光信号巧妙地结合，以实现更高的带宽、更低的噪声以及更远的传输距离感到着迷。本书的语言风格非常学术化，但又保持了相当的可读性，没有那种脱离实际的空泛理论。对我而言，最吸引我的部分是关于如何设计和构建高效的微波光子链路的论述。书中详细介绍了不同类型的调制器、探测器以及如何将它们集成到系统中。我特别关注了关于如何平衡链路的线性度与功率效率的部分，这在实际的无线通信系统中至关重要。作者通过严谨的数学推导和仿真结果，深入剖析了影响链路性能的各种因素，并提出了相应的优化策略。书中的电路图和系统框图清晰明了，有助于我理解复杂的信号流和能量转换过程。虽然我是一名在职工程师，日常工作涉及通信系统设计，但这本书的内容仍然给了我很多启发，让我对微波光子链路在下一代通信网络中的潜在应用有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直在关注通信技术的发展动态，特别是那些能够引领下一代通信革命的新兴领域。这本书的出现，恰好填补了我在这方面的一些认知空白。我一直对微波光子学的概念很感兴趣，但苦于缺乏一本系统性的入门读物。这本书以“组件与电路”为切入点，为我提供了一个非常扎实的理论基础。书中对微波光子链路中各个关键组件的详细介绍，让我能够清晰地认识到它们在整个系统中的作用和相互关系。我特别欣赏书中对各种物理效应的深入剖析，例如光学非线性、载流子寿命等，这些都是理解微波光子链路性能的关键。书中的公式推导清晰严谨，但作者又善于用图示和比喻来辅助理解，使得即便是复杂的概念也变得容易消化。我尝试着根据书中的一些思路来构思一些实验，虽然还没有实际操作，但理论上的指导意义已经非常显著。这本书不仅让我掌握了微波光子链路的基本原理，更让我看到了其在未来通信、雷达、测试测量等领域的广阔应用前景。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对光电子学和射频工程都有所涉猎的学者，我一直在寻找一本能够系统性梳理微波光子链路理论与实践的书籍。这本书的出现，可以说恰逢其时。它不仅仅是一本技术手册，更像是一部关于微波光子领域发展历程和未来趋势的深度解析。书中对各种关键组件的物理原理和性能指标的阐述，非常详尽且专业，特别是对半导体激光器、光电探测器等核心器件的分析，深入到了器件的物理机制和材料选择层面。我欣赏作者在处理复杂技术问题时所展现出的清晰逻辑和深刻洞察力。例如，在讲解非线性效应及其抑制方法时，作者不仅列举了多种抑制手段，还详细分析了它们各自的优缺点和适用场景，这对于指导实际的设计工作具有极高的参考价值。我尤其喜欢书中关于链路噪声分析的部分，这对于理解和优化链路的整体性能至关重要。此外，书中对各种新材料和新技术的应用也进行了展望，这对于研究人员来说，无疑提供了宝贵的参考方向。尽管有些章节的深度和广度都非常惊人，需要反复研读，但正是这种挑战性，才体现了本书的价值。