紫外光通信系统简介ppt课件.pptx

日盲区紫外光通信系统及其在军事中的应用,紫外光通信发展背景,按照通信使用的电磁频谱划分，目前的通信主要可分为无线电通信和光通信：无线电通信是一种发展较为成熟的主流通信方式，其具有通信建立速度快，较少地受到自然环境影响的特点。但同时，也较容易被捕获，信息的相对保密性不足。光通信现作为另一种主要的通信方式，其又包括光纤通信和无线光通信。光纤通信与其他的有线通信方式一样，都需要铺设繁杂的线路。而无线光通信目前以大气激光通信为主，其通信容量大，方向性好，但是激光的方向性极好反而不适合用于相对运动的两个终端通信。为了克服以上通信方式的缺点，以紫外光作为媒介的通信系统被提出，以其高保密度、高抗干扰能力及全天候的通信优点而备受关注，成为发展前途广泛的光通信方式，目前主要用于国防事业。,紫外光通信原理,紫外光通信系统,紫外光通信的特点,军事中的应用,目录,CONTENT,01,02,03,04,紫外光通信原理,紫外光通信基于以下两个相互关联的物理现象：一是高空大气层中的臭氧对波长在200nm到280nm之间的紫外光有强烈吸收作用，到达地面的该区紫外光辐射几乎为零，因此该区又被叫做日盲区；另一现象是地球表面的日盲区紫外光受大气强烈散射作用可使它的能量传输方向发生改变，而大气的吸收作用带来的衰减使紫外光的传输限定在一定的距离内。因此紫外光通信是基于大气散射和吸收的无线光通信技术。,选择日盲区紫外光用于通信的原因：1.波长小于200nm的真空紫外光在大气中会被氧气强烈吸收，因而只能存在于宇宙之中。2.波长位于300400nm之间的近紫外光能较多的透过大气层。由于其受到强烈的散射作用而均匀分布于大气当中，造成通信时大气背景噪声过于明显。,紫外光通信系统,紫外光通信系统由发射机、接收机以及大气信道组成，发射机将原始的基带数字信号通过调制器调制，转换为已调数字信号，再经过驱动电路驱动深紫外LED光源。由光源发出的紫外光信号经过大气信道中大气分子和大气气溶胶粒子的散射和吸收作用，最终到达接收端光电探测器。接收机探测到微弱的紫外光信号后，经过光电探测器将光信号转换为电信号，再经过信号预处理电路进行信号处理，然后经解调器的解调将已调数字信号转换为原始的基带数字信号。,光源：决定紫外光通信系统速率最关键的因素。,核心部件：,紫外光电探测器：通常采用光电倍增管、光电二极管和雪崩光电二极管。,紫外光通信系统,紫外光通信系统有两种通信方式：视距通信 和非视距通信,非视距通信方式：紫外光特有，由于散射作用，紫外光在传输过程中产生的电磁场使大气中的粒子所带的电荷产生振荡，振荡的电荷产生一个或多个电偶极子，辐射出次级球面波。由于电荷的振荡与原始波同步，所以次级波与原始波具有相同的电磁振荡频率，并与原始波有固定的相位关系，次级球面波的波面分布和振动情况决定散射光的散射方向。因此，散射在大气中紫外光信号与光源保持了相同的信息从而实现信息传输。,视距通信方式：传统自由空间光通信方式，紫外光通信也可以以此方式进行通信，而遵循 “信号强度按指数规律衰减，与距离的平方成反比”的规律。,全方位全天候性,保密性高,灵活机动可靠性高,抗干扰能力强,紫外光通信的特点,紫外光源不能通过肉眼和散射信号判断位置。可控制光源功率以控制传输范围，防窃听。,发射系统的通信距离可根据辐射功率改变，难以在远距离被干扰；常规通信干扰对紫外光通信无效。,紫外光通信系统能以非视距方式传输信号，无视地形。日盲区的太阳紫外辐射强度在近地面几乎为零，无论时间和季节都不会有太大的噪声干扰。,收发装置易携带，无需基站或线缆。紫外光信号在战场上很难被侦测到。即使被破坏，由于其机动性强，可使用备份设备，快速恢复通信系统。,军事中的应用,1.紫外光直视航母编队通信系统方案：此方案是以航母为旗舰指挥中心，通过紫外光通信系统向水面舰艇、水下潜艇传输战场信息，分配作战任务，协调作战行动等，如在每一个舰艇上安装一套紫外光通信收发信机，整个编队的各个舰艇均可以接收来自指挥中心的指挥调令，反馈战场实时信息。同时，在需要保持无线电安静 时，可以启动紫外光通信系统，便于秘密军事行动的进行。,2.特种作战中的复杂地形通讯静默时的非定位通信在现代大国间的高科技精英化小部队作战中，作战双方都具备通信干扰和截取设备。而在形如城市这样复杂地形中作战时，无法确定友方位置但又急需通信时，就可以利用紫外光通信的非视距通信特点，直接向友方大致方位发出紫外光通信信号，通过控制发出端功率即可严格控制信号传输范围，由此进行无法被干扰和截获的实时通讯。,谢谢观赏,本ppt资源皆取自网络,