舰艇紫外光通信系统顶层设计和技术研究

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1、国防科学技术大学硕士学位论文舰艇紫外光通信系统顶层设计和技术研究姓名：孙剑平申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：王威;郭万海20050501国防科学技术大学研究生院学位论文摘要本文针对目前海军舰艇“视距”通信存在的效率低、隐蔽性差等问题，采用现代计算机通信和无线激光技术，论证、设计了一种舰艇紫外光通信系统。在搜索、跟踪和研究国内外紫外光通信系统发展应用相关资料的基础上，根据我海军舰艇应用特点，提出了舰艇紫外光通信系统的顶层设计方案，并栅步完成了实验样机的技术研制工作。论文率先在国内提出利用紫外光解决舰艇“视距”通信的观点：首次进行舰艇紫外光通信系统的顶层设计和关键技术研究；

2、研制成功了初步样机，并在此基础上进行了舰艇紫外光通信系统的战术应用研究。关键词：舰艇紫外光通信系统顶层设计技术研究第珂负独创性声明Y8857二5本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在沦文中作了明确的说明并表示谢意．学位论文题目：舰邀筮处出亟篮歪统亟星遮盐塑撞盎丑窟学位论文作者签名：＆l!垒l盘日期：?r。r年r月，口日学位论文版权使用授

3、权书求人僦士了解围I吩抖t争披米大学有共保留。"用学位论雪：的规定．本人投权国防科学技术大学可以保留并向同家有关部门或机构送交论文的复印件和llL子文档，允许论文被查阅棚借阅：可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进ij检索，可以采用影印．缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文．(保密学位论文在解密后适用本授权书．)学位沧文题目：题．缝筮±l：出适壁歪缝亟星邀让狸挂盔盟殛学位沦i．作者签名：纽!垒；&．日期：2，、r年j’月一p目一⋯作者指导教师签名：丑幽．：日期：z“zr葺／／月，口日舰艇紫外光通信系统顶层设计和技术研究第一章绪论§1．1课题背景和问题的提出海军信号通信是

4、海上舰艇实施近距离信息传递与交换的重要手段，它被广泛应用于舰艇各种战斗活动及日常勤务通信。在保障作战指挥、战术协同、情报报知及日常勤务等通信活动中，都可发挥其重要作用。在舰艇海上待机、隐蔽航渡、无线电静默以及与他国舰船通信中，有时甚至是惟一的通信手段。海军信号通信是指信号通信人员利用人体视觉、听觉器官和配备的信号通信器材，在舰艇、信号台、观通站等之问进行的信息传递，主要包括灯光(可见光)通信、旗号通信和甚高频(vHF)无线电话音通信等手段。灯光通信和旗号通信是古老而朴素的通信手段在舰艇上的应用。其主要优点是：操作简便、传递迅速、经济实用、生命力强、特别是不受电磁环境影响，在舰艇近

5、距离通信巾仍然起着不可替代的作用。但目前使用的舰艇灯光通信和旗号通信也存在明显的弱点：①信息容量小、通信速度慢、差错率高。目前利用灯光信号通信的传输速率小于1bit／s，常用拍发速率在40码／分钟左右，还需不断使用人工ARQ方式进行纠错反馈：②自动化程度低，对信号通信人员的技能要求苛刻。其发射端的“调制”是由信号兵“手控”信号灯百页窗的启闭，把报文信息转换为灯光莫尔斯编码，在接收端的另一信号兵通过人眼“接收”，用人脑“解调”莫尔斯灯光码，并手工记录报文。这收发的全过程，几乎都要靠信号兵的人工技能来完成!③在能见度低的白天以及夜间则无法进行舰艇灯光通信和旗号通信。舰艇灯光通信和旗号

6、通信手段亟待改进!研制并发展应用舰艇紫外光通信，已列入海军通信装备“十五”和“l_一五”研究规划。§1．2国内外研究现状§1．21国外研究现状美国、俄罗斯等海军强国已经把紫外光通信应用于舰艇通信多年，技术相当成熟。美海军已为舰船和舰载直升机研制了紫外光通信系统。为舰船间、舰船与舰载机问提供通信。美海军还将紫外光通信用丁航空母舰与舰载机之间的甲板通信，通过紫外光的散射将整个飞行甲板“照明”，飞机可以自由运动并能同时接收信息。但这属于隐蔽式通信系统，一般不对外公布，其技术资料也相当保密。第1页国防辩学技术大学研究生院学位论文美国GTE公司为美军研制了一种新型隐蔽式紫外光通信系统。这种

7、系统不易被探测和截收，适用于多种近距离抗干扰通信环境，尤其适用于特别行动和低裂度冲突，是满足战术通信要求的理想手段。工程技术人员在工程中对紫外光指挥、控制和通信进行的试验表明，话音和数据性能很好，而且不受远方电子干扰的影响。同时，由于紫外光通信的作用距离受限于大气层，这使得对手即使在当地也很难截收紫外光通信信号。紫外光传输的优点之一是系统的辐射功率可根据通信距离要求而减至最小，常规无线电设备不能探测或干扰采用紫外光技术的远方台站的通信。因为紫外光散射在大气层中，故可用于1～2k巾