空间X射线通信关键技术研究

发布时间：2024-07-06 09:10

　　空间X射线通信是以X射线为载波,实现空间信息传递的一种通信方式。相比微波、激光等通信方式,具有频率高、光子能量大、穿透力强等特点,因此有望实现空间高速、长距离的信息传输,并在一些电磁屏蔽等特殊场合中拥有无法比拟的优势。本文主要围绕空间X射线通信中的传输理论、X射线在等离子体鞘套和空间带电粒子环境下的传输特性以及发射源和探测器等进行了相关理论与实验研究,为空间X射线通信的继续深入研究奠定了基础。本文首先通过理论仿真,分析了X射线通信可用于空间信息传输的可行性;随后建立了空间X射线通信的功率传输模型、误码率模型等,搭建了基于10m真空管道的空间X射线通信地面演示验证系统,并对用于空间X射线通信的探测器进行了分析,采用现有的微通道板(Micro Channel Plate,MCP)和硅漂移SDD(Silicon Draft Detector,SDD)探测器分别实现了40kbps和100kbps的通信实验验证,为空间X射线通信系统的优化设计提供了一定的指导。其次,本文考虑到X射线光子的粒子性较强,引入碰撞模型,对X射线穿透等离子体的理论模型进行了优化。利用一套辉光放电等离子体源,搭建了X射线穿...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1X射线的发现，(a)伦琴教授，(b)手骨骼照片

第1章引言1第1章引言1.1X射线通信的产生及研究意义1.1.1X射线的发现1895年，德国物理学教授伦琴（W.G.Rontgen）在实验室里进行阴极放电研究时，发现了一种可穿透硬纸板、木块等材料的看不见的物质，以数学方程中常见的未知数表达“X”来定义，称之为“X射线”[1~2]....

图1.2X射线在电磁波谱中的位置

第1章引言1第1章引言1.1X射线通信的产生及研究意义1.1.1X射线的发现1895年，德国物理学教授伦琴（W.G.Rontgen）在实验室里进行阴极放电研究时，发现了一种可穿透硬纸板、木块等材料的看不见的物质，以数学方程中常见的未知数表达“X”来定义，称之为“X射线”[1~2]....

图1.3X射线在(a)医学透视、(b)无损检测和(c)微观结构分析中的应用

空间X射线通信关键技术研究2)(24.1)(keVEnm...（1.1）由于X射线的波长短、光子能量高，频率大于可见光频率103量级以上，因此它具有以下性质[5~6]：（1）穿透力强。X射线光子能量高，可透过许多可见光无法透过的物质，其穿透能力与光子能量、被穿透材料的原子序数和密....

图1.4脉冲星示意图

第1章引言3期稳定度优于地球上最稳定的铯原子钟[7]。图1.4脉冲星示意图。Figure1.4Schematicdiagramofthepulsar.1981年，ChesterT.J.和ButmanS.A.提出了利用X射线脉冲星辐射的具有高稳定性的X射线脉冲实现深空自主导航的原理....

本文编号：4002372