探析紫外光通信技术原理及应用
紫外光通信技术发展及应用研究
ａ 叶技２ ０ １ ４ 年 第 ２ ７ 卷 第 ８ 期
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｂ ｌ ｉ ｎ ｄ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ；ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ — ｅ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ（ Ｕ Ｖ Ｅ Ｄ ） ；ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ
Ｌ Ｉ Ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｇ ｕａ ｎ ｇ ．Ｗ Ｕ Ｚｈ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ
（ １ ． Ｒ ＆ Ｄ，Ｎ ｏ ． ７ ０ １ Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｐ Ｌ Ａ（ Ｎ ） ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ １ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｒ ＆ Ｄ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ，Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｒ ａ ｄ ｉ ｏ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｃ Ａ Ｓ Ｔ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ６ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
在 复杂 战场 环境 中 ， 无 线 电通 信设 备 不 仅 互 相 之 间 产
生 干扰 ， 且会 受 敌方 的 强 电 磁 辐 射 干 扰 。 （ ２ ） 无 线 电
通 信 的保 密 性较 低 ， 其 发 射 的 电磁 波 可在 较 远 的地 方
ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｇ ｏ ｏ ｄ ｓ ｅ ｃ ｕ ｉ ｒ ｔ ｙ ，ｐ ｏ ｗ ｅ ｆ ｒ ｕ ｌ ａ ｎ ｔ ｉ － ｊ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ，ｎ ｏ ｎ — ｌ ｉ ｎ ｅ ｏ ｆ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ（ Ｎ Ｌ Ｏ Ｓ）ａ ｎ ｄ Ｏ ｍｎ ｉ － ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｃ ａ ｐ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ． Ｄ ｉ ｉｃ ｆ ｕ ｌ ｔ ｔ ｏ ｂ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ｅ ｐ ｔ ｅ ｄ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ － ｊ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｙ ｒ ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
紫外光纤传输效率
紫外光纤传输效率1.引言1.1 概述紫外光纤传输是一种利用紫外光作为信号传输媒介的技术。
在传统的光纤通信中，常用的光源是可见光，在光纤中进行信号传输。
而紫外光纤传输则采用了紫外光作为信号源，具有更高的传输效率和更大的带宽。
传统的光纤通信中，可见光的传输受到了光衰减和信号失真的影响，限制了传输距离和传输带宽的提升。
而紫外光纤传输则可以通过利用更短的波长的光源来克服这些问题，实现更高的传输效率和更大的带宽。
紫外光纤传输具有以下优势：首先，紫外光的波长较短，能够在光纤中获得更小的传输损耗。
这意味着信号可以在更长的距离内进行传输，而不会因为光衰减而导致信号质量下降。
同时，紫外光的波长也使得信号可以在光纤中获得更高的传输速率，从而提高整体的传输效率。
其次，紫外光纤传输具有更大的带宽。
紫外光的波长范围比可见光更宽，可以传输更多的信号频率，使得在相同的传输距离下能够传输更多的数据量。
这对于大数据传输和高速通信应用来说是非常有利的。
此外，紫外光纤传输在一些特殊环境下也表现出了独特的优势。
例如，在高温、高压、强辐射等恶劣环境下，紫外光纤传输可以表现出更好的稳定性和可靠性，从而能够满足一些特殊领域的需求。
综上所述，紫外光纤传输具有更高的传输效率和更大的带宽，可以为光纤通信带来新的突破。
在未来的发展中，我们有理由相信，紫外光纤传输将会发挥更为重要的作用，并在光纤通信领域取得更大的进展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下信息：文章结构部分旨在向读者介绍本文的整体框架和内容安排，帮助读者全面了解紫外光纤传输效率的相关议题。
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
概述部分将简要介绍紫外光纤传输效率的重要性和研究意义。
文章结构部分将详细介绍本文的整体框架，即引言、正文和结论三个部分的内容组成。
目的部分将明确阐述本文的目标和意图，即通过对紫外光纤传输效率的探讨，提出相关问题并展望未来发展方向。
详析紫外LED在光通信领域的应用
详析紫外LED在光通信领域的应用目前紫外光源已广泛应用于医疗杀菌、荧光光谱分析、生物分析/检测、水处理等领域，其中紫外光源的杀菌特性早在17世纪初期就被发现，紫外荧光管技术在18世纪50年代开始应用，这些技术采用的紫外光源均是气体放电灯（如低压汞灯）。
紫外LED通信的优势在通信方面，紫外光通信速率远不及可见光通信，但紫外光作为不可见光，通信具有低分辨率、低窃听率、保密性高的独特优点。
①低分辨率：紫外光是不可见光，肉眼很难发现紫外光源的存在；紫外光通过大气散射向四面八方传播信号，因而很难从散射信号中判断出紫外光源的所在位置。
②低窃听率：由于大气分子、悬浮粒子的强吸收作用，紫外光信号的强度按指数规律衰减，这种强度衰减是距离的函数，因此可根据通信距离的要求来调整系统的发射功率，使其在非通信区域的辐射功率减至最小，难以截获。
作为一种新型的军事通信系统，紫外光通信具有抗干扰能力强、保密性好、非视距通信以及全方位通信等优点，成为国内外军事技术人员研究的焦点。
然而常规紫外光源（低压汞灯）存在体积大、寿命短、调制速率低、易碎等缺陷，限制了紫外光通信的发展。
为解决紫外光通信光源问题，美国国防预先研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）于2002年启动了研制可变波长的晶体管紫外光发射器的项目，并成功研制出波长为274nm的日盲区紫外光发光二极管（UVED）。
与低压汞灯相比，紫外LED具有体积小、寿命长、低压供电、可以数字调制等优点。
紫外LED优异的特性使其一经问世就被应用于紫外光通信领域。
麻省理工大学于2005年利用DARPA制造的274nm紫外LED作为光源，研制了一套紫外光通信实验样机，非直视通信，在100m的范围内通信速率为200b/s；以色列本固里安大学、英国航太系统公司、加利福尼亚大学等其他科研单位也建立了基于紫外LED的紫外光通信系统。
紫外光通信在军事通信系统中的应用_李霁野
第3卷 第4期 光 学 与 光 电 技 术V ol. 3, No. 4 2005年8月OPTICS & OPTOELECTRONIC TECHNOLOGYAugust, 2005收稿日期 2004-11-30； 修改稿日期 2005-01-27 作者简介 李霁野（1954-），男，高级工程师，主要研究方向为数据通信、野战程控交换机。
E-mail: li_cssar@ 文章编号 1672-3392(2005)04-0019-03紫外光通信在军事通信系统中的应用李霁野 邱柯妮（中国科学院空间中心通信室，北京 100080）摘 要 介绍了紫外光通信的性能特点、链路工作方式及影响紫外光通信的主要因素，并分析了紫外光音频通信系统的设备构成及其在军事作战和演习中的应用。
关键词 紫外光通信；保密性；工作方式 中图分类号 TN929.1 文献标识码 A1 引 言紫外光通信作为一种新的通信手段，其最突出的优点是不易被探测和截收，非常适用于近距离抗干扰的通信环境。
美国军方对紫外光通信领域高度重视，从上个世纪30年代至今，他们进行了从基本原理到实用系统等多方面的研究，已研制出实用的设备，但其项目研制情况和技术细节目前都处于高度保密状态。
与之相比，紫外光通信的研究和实践工作在我国起步较晚，国内在该领域的研究还远远不够，特别是在军用领域，对军用紫外光通信系统的研究已经迫在眉睫。
2 紫外光通信的特点及工作方式紫外光通信的基本原理：以紫外日盲区的光谱为载波，信息电信号调制加载在紫外光上，通信系统的发射端和接收端通过初定位和调整，再经过光束的捕获—对准—跟踪（APT ）建立起光通信链路，然后以自由空间和大气为信道来传输信息。
2.1 紫外光通信的优点1）数据传输的保密性高系统辐射的紫外光通信信号扩散在大气层中被大气吸收，信号的强度按指数规律衰减，这种信号场强的指数衰减是距离的函数。
这样，就可以根据通信距离的要求来调整系统的辐射功率，使其在通信范围之外的辐射功率减至最小，从而使敌方很难截获紫外光通信信号。
红外或紫外的原理及应用
红外或紫外的原理及应用红外和紫外的概述红外和紫外是电磁波谱的两个重要区域。
红外波长较长，频率较低，紫外波长较短，频率较高。
两者在物理性质和应用领域上有着显著的差异。
红外的原理红外是指波长介于0.75微米到1000微米之间的电磁波。
红外波段被分为近红外、中红外和远红外三个子区域。
红外与可见光之间的主要区别在于波长，红外波长长于可见光，因此人眼不能直接观察到红外辐射。
红外辐射产生的方式主要有两种：热辐射和非热辐射。
热辐射是由热源产生的电磁辐射，其强度与温度相关。
非热辐射是由物质在吸收其他形式的能量后，再以红外辐射形式释放出来。
红外的应用红外技术在多个领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.红外成像技术：红外成像技术通过感应物体辐射的红外辐射，将其转化为可见图像，用于热成像、军事侦察、安防监控等领域。
2.红外通信技术：红外通信技术利用红外辐射进行信息传输，广泛应用于遥控器、红外数据传输等场景。
3.红外热水器：红外辐射可以直接加热物体而无需加热介质，因此红外热水器能够更加高效地利用能源，广泛应用于家庭和工业领域。
4.红外医学应用：红外辐射对人体和生物组织有着特殊的穿透性，可以用于医学成像、理疗和诊断等方面。
5.红外光谱分析：红外光谱分析技术可用于分析物质的化学组成和结构，广泛应用于化学、生物和环境等领域。
紫外的原理紫外是指波长介于10纳米到400纳米之间的电磁波。
紫外辐射被分为三个子区域：紫外A波、紫外B波和紫外C波，其中紫外C波具有最高的能量和较强的杀菌作用。
紫外辐射主要由太阳发出，其中短波紫外辐射被地球大气层吸收，只有长波紫外辐射能够到达地表。
紫外辐射与可见光和红外辐射相比，具有更高的能量，能够激发物质中的电子跃迁。
紫外的应用紫外技术在多个领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.紫外消毒：紫外辐射具有一定的杀菌作用，可以用于空气净化、水处理和食品消毒等领域。
2.紫外光固化：紫外光固化技术利用紫外辐射引发涂层或胶粘剂的快速固化，广泛应用于印刷、涂装和光纤制造等领域。
紫外光通信关键技术分析
紫外光通信关键技术分析作者：马宁李晓毅来源：《现代电子技术》2013年第07期摘要：紫外光通信是一种新兴的无线光通信技术，可作为常规通信手段的一种补充，广泛应用于海陆空专用的局域保密通信，其中关键器件和技术的制备、研究是紫外光通信发展的主要推动力。
对这些关键器件和技术进行了分析对比，并指出了今后发展方向。
关键词：紫外光通信；紫外光源；日盲滤光片；紫外探测器中图分类号： TN929.12⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）07⁃0036⁃050 引言军事通信在现代战争中的作用举足轻重，但是现有通信手段还存在很多不足：有线和光纤通信易被破坏，维护困难；无线和微波通信保密性差，易被干扰。
为了满足现代战争对通信技术的特殊要求，更新颖、更安全的紫外光通信应运而生。
紫外光通信基于大气吸收和散射，可实现非视距通信，具有保密性好、抗干扰能力强等优点，而且机动灵活，可以全方位、全天候的工作[[1]]。
非常适合短距离抗干扰的复杂通信环境，在抢险救灾、应急保障和军事行动中都有巨大的发展前景。
毫无疑问紫外光通信将受到各军事强国越来越多的重视，而其中关键器件和技术的发展将为紫外光通信带来巨大的变化。
1 紫外光通信的基本原理太阳光紫外辐射通过地球大气层时，波长在200～280 nm之间的中紫外波段（UVC）[[2]]会被大气平流层中的臭氧强烈吸收，通常称为紫外“日盲区”（Solar Blind）。
日盲区的存在为紫外光通信提供了一个无背景噪声的通信环境。
此外，紫外光在近地面大气中传输时，会受到大气分子和悬浮粒子的吸收和散射作用。
吸收作用带来的衰减将紫外光的传输限定在几千米之内，一定区域外则无法进行截获和侦听，保证了通信的安全性；散射作用改变了紫外光的能量传输方向，这为紫外光NLOS通信奠定了基础。
紫外光通信利用大气散射和吸收，是一种以日盲区紫外光作为传输介质的新型通信模式，2 关键器件紫外光通信系统的关键器件包括光源、滤光片和探测器。
紫外光通信特点和信道模型的介绍及紫外光通信系统的设计与实现
紫外光通信特点和信道模型的介绍及紫外光通信系统的设计与实现紫外光波长10~400nm,是光谱中波长最短部分，主要由太阳辐射出来，又称紫外线，紫外光传输性能与传输范围内大气的品质密切相关，如大气中的O3浓度、散射粒子的浓度、大小、均匀性、几何尺寸等。
研究大气中分子和粒子的散射时主要考虑Rayleigh 散射和Mie散射。
与此同时，紫外光的传播方式以散射为主，虽然传输过程中衰减严重，但可绕过一定障碍物，这两点决定了紫外光通信系统可以实现全天候的非视距通信（Non Line Of Sight,NLOS）。
随着国内日盲段紫外LED生产线的投产，紫外光通信的实现将更具可行性。
1 研究背景紫外光作为通信手段被提出最早在上个世纪初，当时美国军方提出用于海军海上通信。
国内近两年在此领域研究的也有一些，其中国防科技大学在2007年研究了一款直升机紫外光通信系统，在这项研究中是国内首次使用日盲段LED点阵作为光源，并在样机上实现通信；重庆大学光电研究试验室在2006年也完成了基于紫外光的语音系统设计与实施，该系统在反映灵敏度及抗干扰方面都有着不错的表现。
与此同时，在业界领先的美国加州大学Center for UbiquitousCommunication by Light实验室，在2007年实现了在使用光功率为0.5mW的10个24单元阵列LED为紫外光光源，00K调制方式下紫外光通信的数据传输速率达到了如表1所示，包括视距通信（Line Of Sight,LOS）和非视距通信两种方式。
表1 不同距离，误码率下紫外光视距和非视距通信的数据传输速率2 大气散射信道由于紫外光是在大气中进行无线传输，大气信道的质量直接关系到通信质量，传输距离等重要通信指标。
当散射粒子的直径远小于波长时就发生Rayleigh散射，大气分子对紫外光的散射就用Rayleigh散射理论来处理，但是只有在晴朗天气（能见度Rv≥20 km）中Rayleigh散射才是主要的。
紫外光通信的接收技术研究
紫外光通信的接收技术研究摘要紫外光通信系统是一种新型的通信手段，与常规的通信系统相比，有很多优势具有灵活、低窃听、全方位、非视距通信的独特优势，主要应用于短距离的、保密的通信是常规通信的一种重要补充。
可满足军舰、飞机编队之间的保密通信需要。
此外，由于紫外线主要以散射方式传播，并且传播路径有限，采用紫外光通信系统，还具有一定的绕过障碍物的能力，非常适用于近距离抗干扰的通信环境。
目前紫外光通信在各国还是一个比较新的研究方向，普遍处于探索和研制阶段，对紫外光进行调制与解调一直是该系统的一个难题。
同时，紫外通信系统的传输速度难以提高，无法满足语音传输速度的要求。
本文首先对紫外光的传输特性进行了学习和总结。
太阳紫外辐射在通过大气层时，由于对流层上部的臭氧层对200~280nm紫外线具有强烈的吸收作用，太阳的这一波段紫外辐射在近地大气中几乎不存在，形成所谓日盲区。
同时由于紫外光独特的强散射性，决定了其能实现特定区域范围内非视距通信，这是紫外光通信相对于其他短距离通信方式的又一优点。
本文接下来对紫外光通信系统的整体框架进行了概述，包括光源、信道模型、接收电路、信号处理电路等。
在此基础上着重研究了紫外光通信系统的接收信号检测技术，设计了基于光电倍增管的信号检测方案，及基于NE5532AI放大器的接收电路的研究，并进行了仿真实验。
关键词：紫外光通信，光电倍增管，紫外光信号检测，接收电路UlTRAYIOLET COMMUNICATION RECEIVINGTECHNOLOGY RESEARCHABSTRACTUV communication system is a new means of communication, compared with the conventional communication system there are many advantages such as flexibility, low-round, the unique advantages of the non-line-of-sight communication. Now it is mainly used in short distance and confidential communication as an important complement to conventional communication.Otherwise it c an meet the communication needs of confidentiality between the warships, aircraft fleet.In addition, because the ultraviolet light is transmitted to scattering, and the propagation path is limited, the use of ultraviolet communication systems also have the ability to bypass the obstacles, it still is an ideal for close range anti-jamming communications environment.Ultraviolet communication in various countries is still a relatively new research direction, which lies in the progress of research. The biggest problem lies on UV modulation and demodulation in the system.At the same time, the transmission speed of the UV communication system is difficult to upgrade, so it can not meet the requirements of the voice transmission speed.Firstly, the UV transmission characteristics are summarized.The band that s olar ultraviolet radiation through the atmosphere is due to the ozone layer of the upper troposphere has a strong absorption of 200 ~ 280nm, the UV radiation in the near-Earth atmosphere is almost non-existent, which is called day blind. While UV has the unique strong scattering, it can only to achieve a specific region within the non-line-of-sight communication, which is UV commun ication’s specialty compared to other short-range communication.The following is an overview of the overall framework of the UV communication system including a light source, the channel model, receiver circuits, signal processing circuit. On this basis, the received signal detection technology is discussed the UV communication system. The signal detection scheme is designed based on the photomultiplier tube and NE5532AI. At last, some simulation results are presentedKEY WORDS：Ultraviolet Communications, PMT, UV Signal Detection, Receiver Circuit目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................. I I 第一章绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2国内外发展现状 (2)1.2.1国内发展现状 (3)1.2.2国外研究现状 (3)1.3论文所要研究内容 (6)第二章紫外光通信系统概述 (7)2.1高速率紫外光通信系统结构 (7)2.2紫外光源 (7)2.2.1传统紫外光源 (7)2.2.2深紫外LED (9)2.3紫外光通信的信道模型 (10)2.3.1地球大气成分及特点 (10)2.3.2大气效应对紫外光通信的影响 (11)2.3.3紫外光通信传输模型 (12)2.4光电探测器 (15)第三章光电探测器比较与选择 (16)3.1光电倍增管 (16)3.2光电二极管 (18)3.3雪崩光电二极管 (19)3.4探测器的确定 (19)3.5紫外滤光片辅助作用 (19)第四章紫外光通信的接收电路 (22)4.1紫外光信号的接收和预处理 (22)4.1.1紫外光通信的接收机 (22)4.1.2电流电压转换电路 (22)4.1.3滤波电路 (23)4.1.4单限比较整形电路 (24)4.2本章小结 (25)第五章总结与展望 (26)5.1工作总结 (26)5.2展望 (26)参考文献 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
紫外光通信技术的应用
紫外光通信技术的应用美国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1～2km的非视距通信，如果采用聚光方式，定向视距通信距离可达5～10km。
1.设备和技米规范紫外光通信系统的主要部件有灯，滤光器和遮太阳光检测器。
紫外光系统除了光源和探测器外，其他全部采用现在通信系统中普遍采用的电子和机械部件，这些都是已经成熟的技术，可以组装成简单而又坚固的小型化系统，供机载、陆地和水面舰船通信用。
紫外光源是一只低压汞气稀有气体放电灯，它把20％的电能转换成253.6mm的辐射光。
这种灯是现实制灯工业的标准灯，可以制成不同大小和形状，以满足多种规格的要求。
灯中还可适当设置反光镜，以增强光源亮度实现对某个位置的定向辐射。
如果把一只管灯做成环状，环中央有一个反射面，大部分能量就会辐射到很宽的范围。
如果把它安装在直升机顶上，它就可以起紫外光发射机的作用。
通信系统的电子电路把话音或数字数据信号转换成曼彻斯特自同步脉冲数据编码流。
这种数据脉冲触发灯激励器使灯闪亮，传话音时闪亮速度平均为20kHz，传送数字则低些。
紫外光系统用一个遮太阳光光电倍增管作光探测器。
用一个250～270nm带通滤光器屏蔽光探测器，使其免受波长大于270nm的太阳残余辐射的影响。
在近距离通信中，遮太阳光光电倍增管和滤光器可以直接使用。
远程通信时需要将光电倍增管装在聚光镜中，以增强控制器的灵敏度。
紫外光技术及其在自由空间光通信中的应用
红外 区， 最活跃的吸收气体分子是水蒸气、 臭氧和二氧化碳 ， 其他如 Ｎ Ｏ Ｃ Ｃ ，Ｈ ， Ｏ和若干污染物分子
收稿 日期 ：０ ８—１ ７ 修回 日期 ： ０ ８—１ ３ 。 ２ｏ ０一ｌ ； ２０ Ｏ一 １
文章编 号 ：６ ２— ５ Ｘ（ｏ ８ Ｏ Ｏ ０ ０ １７ ０ ８ ２ ｏ ）６一 ６ ３— ４
紫 外 光 技 术及 其在 自 由空 间光 通 信 中 的应 用
苟加志 ，肖沙里
（． １重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室， 重庆 ４ ０４ ； ． Ｏ ０４ ２重庆工商大学 计算机科学与信息工程学院， 重庆 ）
领域 中一种较特殊的通信方式。
１ 紫外光 的大气传输
紫外光（ Ｖ） ｕ 是一种波长界于 ｌ ４Ｏｎ Ｏ一 Ｏ ｍ之间的电磁辐射。携带信号的紫外光通过 自由空间的同 时， 必然受到大气 中各种成分、 天气 、 气候条件的影响， 通信 的质量 、 通信系统 的性能与此直接相关 。所 以 整个通信系统设计的第一步理所 当然是分析研究紫外光的大气传输 特性 。其 目的是选择适合 的紫外光 波段作为信号传播 的载体。 １１ 紫 外光 的大气 传 输特 性 ． 大气紫外特性是紫外通讯应用的基础 ， 在研究紫外通信系统之前应清楚地 了解紫外线的大气传输模 型。一切能产生光辐射的辐射源都称为光源 ， 天然光源是 自然界存在 的发光体 ， 如太 阳。光是电磁波 ， 其 波长范围涵盖 了 １ ｍ一１ ｍ 的区域 ， ０ｎ ｍ 其中就包含了波长范围为 １ — ｏ ｍ的紫光区域。 ０ ４ ０ｎ （ ）大气吸收。当光通过大气时 ， １ 大气中的各种成分将对不同波长的光产生不同程度的吸收 。大气 吸收是将辐射能量转换成大气组成分子的运动。大气 中对太阳辐射的主要吸收体是水蒸气 、 二氧化碳和 臭氧。这些气体分子或蒸气分子的吸收是具有选择性的。在紫外光 、 可见光及红外区域， 主要的吸收分
紫外探测技术在军事上的应用
紫外探测技术在军事上的应用【摘要】本文介绍紫外探测技术在紫外通信、紫外告警、紫外双色制导等军事方面应用并分析了紫外探测器的发展发展。
【关键词】紫外探测技术；真空型紫外探测器；通道光电倍增管；固体紫外探测器随着紫外探测器性能的发展，紫外探测技术也已经在军用和民用领域得到了较为广泛的应用。
一、紫外探测技术在装甲装备上的应用（一）导弹逼近紫外告警坦克、装甲车辆容易受到低空飞机与直升机发射的红外制导与激光制导导弹的攻击，因此，地面车辆大都发展新型的导弹紫外告警技术。
紫外告警具有以下几个优点：1.工作背景良好。
由于避开了最强的太阳辐射背景，信息处理负担明显减轻，信号处理速度快，是低空防御的必备装置；2.虚警率低。
日盲紫外中近地空间的紫外背景辐射较少，紫外型系统适合于在中低空工作，同时也避开了最大的自然光源，信号探测难度降低，虚警率减少，探测效率提高：3.紫外告警系统结构简化，体积小，重量轻，无需制冷。
（二）紫外通信1.紫外通信特点：紫外光具有良好的散射特性，因此紫外光的空间传播通常分为视线型（line.of-sight简称los）和非视线型（nonline—of-sight简称nlos）。
其中通信系统的非视线工作方式正是基于这种强散射特性。
它克服了其他空间光必须工作在直视方式的弱点。
美国军方在20世纪70年代中期就已经开始了紫外波段的大气传输通信研究，利用“日盲区”大气中的紫外散射进行近距离通信。
总的说来紫外通信具有如下特点：（1）低窃听率。
是由紫外光在传输的过程中大气中的臭氧量、烟雾量和含尘粒子的吸收与散射，能量衰减得很快。
因此紫外通信是一种有限距离通信（1km～2km），在通信距离之外即使使用紫外探测器也不能窃听。
克服了短波、超短波、微波等通信手段有可能在极远距离发现通信信号的弱点。
使得紫外光大气通信比其他大气通信方式具有更好的局域保密性。
（2）低分辨能力。
由于紫外光通信的作用距离受限于大气层，故敌方即便在当地也难以截收紫外通信信号。
介绍了紫外光通信的基本原理及特点
第7卷 第22期 2007年11月167121819(2007)2225898204 科 学 技 术 与 工 程Science Technol ogy and Engineering Vol .7 No .22 Nov .2007Ζ 2007 Sci .Tech .Engng .直升机集群紫外光通信系统陈 晗(国防科技大学光电科学与工程学院,长沙410073)摘 要 介绍了紫外光通信的基本原理及特点,并针对目前无线电通信在战场中易被监听和截收的弱点,提出了一种基于紫外光的新型直升机集群通信系统设计方案。
通过分析,讨论了影响通信系统的主要因素,给出了若干可行性解决措施。
关键词 紫外光通信系统 直升机集群 紫外光辐射 日盲区中图法分类号 T N23;文献标志码 A2007年7月27日收到作者简介:陈 晗,男,(1986—),汉族,本科在读,研究方向:光电探测技术。
E 2mail:chenhan860815@ 。
紫外光技术被广泛应用于医疗卫生、火灾探测、商业防伪等诸多民用领域。
20世纪80年代以来,美国等军事强国开始研究紫外光波段在军事方面的应用,紫外光通信系统就是其中之一。
紫外光通信作为一种新型的通信手段,其最突出的优点是不易被探测和截获,非常适用于近距离抗干扰的通信环境,在军事领域具有很高的实用价值。
在直升机集群内部建立完善的军用紫外光通信系统,可大大提高军用直升机的通信安全和战斗力。
1 紫外光通信基本原理及特点1.1 基本原理由于阳光中的紫外辐射源在通过地球大气层时会受到臭氧层对200～300n m (日盲区)的紫外光的强烈的吸收作用,使得这一波段的紫外辐射在海平面附近几乎衰减为零。
紫外通信中以日盲区的光谱为载波,利用发射端将信息信号调制加载在紫外光并发射出去。
已调制的紫外光载波信号利用大气中粒子、气凝胶、灰尘等微粒对其散射作用到达接收端,经光电转换和解调处理被提取出信息信号。
1.2 紫外光通信的特点由于紫外在近地面存在“日盲区”光谱和紫外光在大气中的强烈散射作用,使紫外光通信具有很好的保密性,可进行非视距通信、抗干扰能力强、全天候工作、全方位性的特点。
紫外光通信系统关键技术研究
的 交流 日 益 密 切。 虽 然 在 当前社 会 发 展进 程 中 ， 我 国处于 社会 主 义
１ ． ２ 紫外 光通信 系统的滤光 片分析
外 波受 太 阳 辐 射的 影 响相 对 较大 。 为 此， 为了降 低 太 阳背景 噪 声 ，
初 级阶 段 。 但是， 经过 多年来不 懈努力 的发展 ， 科学技 术 的 日 益 更新 ，
通 信 系统 技 术 的进 一步 发展 ， 奠 定坚 实 的基 础 ， 具 有普 遍 的现 实研 内容。 在 对上述 相关 环节 和 内容 加 以调 制 时， 应遵 循相 应 的原则 ， 对
究 价值 和意 义 。 １囊外 光 通信 系统 的 关键器 件 分析 紫外 光通 信系统 的各 环节 加以细 致分 析， 明确各环 节 的功 能和 作用 ， 并 在保证 紫外 光通 信正 常工作 的基 础 上 ， 实现 对上 述相 关环 节 的调
制。
１ ． １ 紫外 光 通 信 系统 的光 源 分 析
在 紫 外光 通 信 系统 发 展 中 ， 其 光源 对 通信 系统 的应 用 ， 十 分重 要。 在 分析 紫外 光通 信 系统光 源时 ， 主要从 紫外 气体灯 、 激光 器 以及
２ ． ２ 紫外光通信 系统的非视 距信道建模 技术
自对 外开 放深 入 实施 后 ， 社 会各 行 业均 取 得 快速 的发 展 。 在 此 新的 发展 环境 下， 我 国逐渐 步入 互联 网＋时代 。 尤 其 在科学 技 术 日益 更 新 的新 形 势下不 少物 质都 被研发 成 相应 的技 术 应 用 到各行 业中。 通 过 对紫 外光 的深入 分析能 够发 现紫 外光在 其 自身特 性 的支 持下，
通讯与 网络
紫外 光 通信 系统 关 键 技 术研 究
紫外光散射通信系统技术的研究的开题报告
紫外光散射通信系统技术的研究的开题报告尊敬的评委、老师：大家好！我是XXX，XX大学的一名研究生，我的研究方向是通信技术。
今天我来和大家分享我选择的开题研究方向：紫外光散射通信系统技术的研究。
一、研究背景随着科技的飞速发展和社会的不断进步，人们对于通信技术的要求也越来越高。
传统的无线通信技术已经被广泛应用，但由于频谱资源有限，难以满足无线通信的不断增长需求。
目前，人类开始探索新型的无线通信技术，紫外光散射通信系统技术就是其中之一。
紫外光散射通信技术是利用紫外线的波长，通过大气中气溶胶颗粒的散射，进行长距离通信的技术。
相比于其他无线通信技术，紫外光散射通信技术具有频段稳定、反干扰能力强等优势，在远程通信方面有着很高的应用前景。
二、研究目的和意义本研究的主要目的是深入研究紫外光散射通信系统技术，包括其基本原理、通信信道特性、硬件系统实现等方面。
通过实验和仿真等手段，深入了解紫外光散射通信系统技术的可行性、可靠性、实用性等特性。
同时，本研究还将重点分析紫外光散射通信系统技术的应用前景，探讨该技术在未来无线通信领域的发展方向和应用潜力，以期为无线通信技术的发展做出一定的贡献。
三、研究内容和方法1.紫外光散射通信系统技术的基本原理和技术要点研究；2.紫外光散射通信信道特性的研究；3.设计和实验紫外光散射通信系统实验平台；4.仿真和实验研究紫外光散射通信系统的可行性和可靠性；5.深入研究紫外光散射通信系统应用前景，对未来的研究进行展望。
本研究采用实验、仿真、文献调研等方法，以获取数据和结论。
其中，实验和仿真是本研究的重点，将对紫外光散射通信系统的性能和可靠性进行全面的测试和验证。
四、预期研究成果1.全面深入地掌握紫外光散射通信系统的技术要点和基本原理；2.深度分析紫外光散射通信信道特性并提出相应的应对策略；3.设计和实现紫外光散射通信系统实验平台；4.通过实验和仿真验证紫外光散射通信系统的可行性和可靠性；5.对紫外光散射通信技术的应用前景进行深入探讨，展望未来该技术的发展方向和应用潜力。
紫外无线光通信技术研究及其应用探讨
ｌ ■
紫外 无线光通信技术 研究及其 应 用探 讨
李衍龙 刘 浩
（ 南昌陆军学院 江 西 南昌 ３ ０１ ３ ３ ０）
［ 要］ 摘 文章介绍 了紫外无 线光通信 的特 点 、工作 原理及方 式，分析 了紫外光在 大气信道 中传输 可能遇 到 的问题及建 立通信 系统所面对 的难 点，并对其在军事 中的应用进行 了探讨 。 ［ 关键词］ 紫外光 无线光通信 中图分类号：Ｔ ９ Ｎ２ 文献标识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０９ １ Ｘ （ ０ ８）９ （ －９ ０ ４ ２０ ａ）－ ０ ２ ０１ ０２－
１、 引 言
自由空间光通 信技术 （ Ｓ０）在近十年 来越来越 多 的吸引 了人 Ｆ 们的注 意【 Ｊ Ｓ０技 术不 占用 无线 电频率资源 ，抗 电磁干扰 能力 】 。Ｆ 强，保 密性好 ，安装便捷 ，使用 方便 ，在接入网和军事领域 已获得较 多的应用 。当前 的 自由空间光通信 系统的工作波长大都采用红外光波 段 （ 一般 ０ ８ ｍ １ ５ ｍ波长较 为常用 ） ．５ 和 ．５ ，这种通信系统要求空 间通信链路上没有任何障碍物 ，且 要求信 道具有相当的能见度 ，即使 在满足 了这样的前提下 ，系统建立通信之 前仍必须进行光学捕获、跟 踪 、对准 （ Ａ Ｐ） 即 Ｔ ，然后才 能实现 正常 的通信 。这使得系统在实际使
数 调 用 Ｒ ｇ ｔ ｒ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｔ （ ｒ ｇ ｉ ６ ｒ ｇ Ｉ ６ ｎ ｔ 函 ｅ ｉ ｅ Ｐ ｅ ｒ ｃ ｓ ｏ ｆ ａ ２ ｐ ，Ｆ ａ ２ ｐ Ｉ ｉ ） ｓ
数将 Ｉ ｖ Ｐ ６分片重组预 处理插件初始化 函数 Ｆ ａ ２ ｐ Ｉ ｔ （ ｒ ｇ Ｉ ６ ｎｉ ）注册 到系统的预处 理插件 列表 中。当 Ｓ ｒ ｎｏ ｔ的解析系 统对 系统配 置文件 ｓｏｔｃｎ ｎ ｒ ． ｏ ｆ进行解析 时，一旦发现 Ｆ ａ ２ ｐ ｒ ｇ ｉ ６这个关键 字，就表 示 要启用 Ｉ ｖ６分 片重组预处理 插件 ，然后 就会 调用 Ｆｒ ｇ Ｐ Ｉ ｔ Ｐ ａ ２Ｉ ６ ｎｉ （ ）函数来完 成分 片重 组 中一些 全局 变量 参数 的设 置 ，主 要包 括该 插件所能分配到的 内存大 小、每个 Ｉ ｖ Ｐ ６分 片包 在内存中所能驻 留的 最长时间 以及当前偏移 地址值等 等。Ｆ ａ ２Ｉ Ｉ ｔ （ ｒ ｇ Ｐ６ ｎｉ ）函数最后 调用 Ａ Ｆ Ｔ Ｐ Ｐ ｃ ｔ （ ａｇ Ｄｅ ｒａ ｄｄ ｕｎ ０ ｃ ｒｅ ｒｏ ＬｉＳ Ｆｒ ２ ｆ ｇ）函数将 Ｆ ａｇ Ｄｅ ｒａ （ ｒ ２ ｆ ｇ ）函数注 册到预处 理函数列表 中，Ｆ ａｇ Ｄ ｆ ａ ｒ ２ｅｒｇ （）函数 的功 能是具 体完 成分 片重 组动 作 。 目的节点 每接 收到 一个 新的Ｉｖ Ｐ ６分 片包 ，Ｆ ａ ２ ｅ ｒ ｇ （ ａ ｋ ｔ ｐ）函数 就会 从该分 ｒ ｇ Ｄ ｆ ａ Ｐ ｃ ｅ 片 包 中 解 析 出 如 下 参 数 ： 分 片 偏 移 量 ， 是 否 还 有 后 续 分 片 的 标 志 量 ，分 片净 载 荷的 长度 ，分 片净 载 荷的 起始 指 针 ，当 获得 这些 参 数后将新收到的分片包插入到二叉树前后 ，Ｓ ｏ ｔ系统会进行相应 的 ｎｒ 系 列检 查 ，来判 断 分片 重 复和 分 片 空洞 现象 。对 于 分 片重 复 的判 断 ：通过将 新收到的 Ｉ Ｐ分 片包与二叉树 中 已经存储 的分片包的分片 偏移量进 行 比较 ，如果两 者相 等就表 明发 生 了分 片重复 ，那么 保留 先 到 的 分 片 包 ， 丢 弃 后 到 的 分 片 包 。 对 于 分 片 空 洞 的 判 断 ： 将 每 个 分 片 包 插 入 二 叉 树 的对 应 节 点 之 后 ，在 函 数 Ｆｒａｇ２Ｄｅｆｒａｇ （ ａ ｋ ｔ ｐ）执行 流程 中 ， 如 果 （－ ｍ ＆ ｐ ＞ ｒ ｇ ０ ｆ ｅ ＝ Ｏ Ｐ ｃ ｅ ｐ ＞ ｆ ＆ － ｆａ ｆ ｓ ｔ＝ ） 值为真，则表示系统 收到了第一个分 片包 ，如果 （ Ｐ ｍ ＆ Ｐ ！ 一＞ ｆ ＆ 一＞ ｆｒａｇ ０ ｆ ｅ ＞ ）值为真 ，则表示收 到了最后一个分 片包 ，同时相 ｆ ｔ ０ Ｓ 应 的分片标 志纪录 位都会被置位，此时表 明第 一个 分片包和最 后一个 分片包 已经到达 ，然后 判断每一个分片包 的分片偏移量 是否等 于上一 个分片包的分片偏移量加上一个分片包 的分 片大 小，如果相等则表明 分片包是连续的，依此检 查二叉树 中所有属于同一个原始 Ｉｖ Ｐ ６数据包 的分片包，如果都是连 续的，则说明没有分片空洞 ，所有 的分 片包都 已到齐。以后一旦收到一个分片包就会调用 Ｆ ａ ２ ｅ ｒ ｇ ｒ ｇ Ｄ ｆ ａ 函数来判断该 包是不是一个有效的 Ｉ ｖ ６分片包，如果是有效的 Ｉ ｖ Ｐ Ｐ ６分片包 就由 Ｒ ｂ ｉ ｄｒ ｇＦ ａ Ｔ ａ ｋ ｒ ＊ ｔ ａ ｋ ｔ ｐ 函数来进行 Ｉｖ 分片重 ｅｕ Ｆ ａ （ｒ ｇ ｒ ｃ ｅ ｆ ，Ｐ ｃ ｅ ） ｉ Ｐ６ 组工作，如果不是，则处理流程会把控制权 直接交给下一个预处理插件。 在 Ｉｖ Ｐ ６网络中当 目的节点收到全部 的 Ｉ Ｐ分片包 以后， ，在重组过 程 中对几 种异常 情况 处理 如 下： 是收到数据包的第一个到达的分片之后 ６ 秒 内没有收到全部分 ０ 片 以完成重组， 则必须 终止本次重组 ，并抛弃所有 已经 收到的分片包 。 如果收到 了第一个分片包，那么需要给分片的源 节点发送 一个 ＩＭ Ｃ Ｐ报
紫外光通信
光通信技术之紫外光通信与蓝绿光通信紫外光通信和蓝绿光通信都属于光通信技术，属于无线数据传输。
紫外光通信紫外光通信基于两个相互关联的物理现象：一是大气层中的臭氧对波长在200nm到280nm之间的紫外光有强烈的吸收作用，这个区域被叫做日盲区，到达地面的日盲区紫外光辐射在海平面附近几乎衰减为零；另一现象是地球表面的日盲区紫外光被大气强烈散射。
日盲区的存在，为工作在该波段的紫外光通信系统提供了一个良好的通信背景。
紫外光在大气中的散射作用使紫外光的能量传输方向发生改变，这为紫外光通信奠定了通信基础，但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。
紫外光通信是基于大气散射和吸收的无线光通信技术。
它的基本原理是以日盲区的光谱为载波，在发射端将信息电信号调制加载到该紫外光载波上，已调制的紫外光载波信号利用大气散射作用进行传播，在接收端通过对紫外光束的捕获和跟踪建立起光通信链路，经光电转换和解调处理提取出信息信号。
紫外光通信特别适用于复杂环境下近距离抗干扰保密通信。
基本结构紫外光通信系统一般由发射系统和接收系统组成，其中发射系统将信源产生的原始电信号变换成适合在信道中传输的信号；接收系统从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始信号。
工作原理发射系统由信源模块、调制模块、驱动电路和紫外光源等组成，其工作过程如下：调制模块采用特定的调制方式将信源模块产生的电信号做调制变换，再通过发端驱动电路使紫外光源将调制信息随紫外载波发送出去；接收系统由紫外探测器、预处理电路、解调模块和信宿模块组成：其工作过程和发射系统刚好相反，紫外探测器捕捉并收集紫外光信号，对其进行光电转换，收端预处理电路对电信号进行放大、滤波等，解调模块将原始信息恢复出来送至信宿模块。
通信方式紫外光通信系统有两种通信方式：视距通信(LineofSight)和非视距通信。
与传统的自由空间光通信一样，紫外光通信可以以视距方式进行通信，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。
紫外光通信系统简介
核心部件：
光源：决定紫外光 通信系统速率最关 键的因素。
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
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 “信号度按指数规律衰减，与距 离的平方成反比”的规律。
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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。
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。
目录
CONTENT
01 紫外光通信原理 02 紫外光通信系统 03 紫外光通信的特点 04 军事中的应用
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。
APD在紫外通信中的应用探讨
Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｆＡＰＤ ｎ ＵＶ ｍ ｍ ｕ ｃ ｔｏ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｉ Ｃｏ ｎｉ ａ ｉ ｎ
Ｔａ ａ Ｗ ａ ｇ Ｐ ｎ ｏ Ｙｕ ｎ ’ ｎ ｉｇ Ｓ ａ ｇＪ ｎ ｉ ｇ ｈ ｎ ｉｐｎ Ｔａ ｏ ｇ ｉ ｇ ｎＨ ｎ ｂｎ ｚ
５ ２２ ） ７ ０ ５
（ 海军 工程 大学通信工程 系” 武汉 ４ ０ ３ ） ９ ８ ２ 队。 西 沙 ３ ０ ３ （ １９ 部
摘
要
在紫外通信系统 中通 常使用 的光 电倍增管 （ ＭＴ） Ｐ 存在着一些不足。雪崩光 电二极管 （ Ｄ 的特点使其具备 ＡＰ ）
成为除 Ｐ ＭＴ外另一种可选探测器的潜力 。文章介 绍了 ＡＰ Ｄ的结 构和工作 原理 ， 分析 比较 了近期 紫外 Ａ Ｄ的研 制成果 ， Ｐ 提 出了应用方案并对其 实现进 行了探讨 。 关键词 紫外通 信；雪崩光电二极管 ； 盖革模式 ； 光学天线 ；蒙特 卡罗
ｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ｈ ｏ ｙａ ｄ ｓｒ ｃｕ ｅｏ ｈ ｅ ｃｉ ｄｔ ｅｔ ｅ ｒ ｎ ｔｕ ｔ ｒ ｆ ｅＡＰＤ，ｃ ｍｐ ｒｄａ ｄａ ａｙ ｅ ｈ ｂ ｔ ｏ ａｅ ｎ ｎ ｌｚ ｄｔ ｅＵＶ ＡＰＤｓｒｃ ｎｌ ｎ ｆｃｕ ｅ ，ｐ ｏ ｉｅ ｐ ｌ ｅ ｅ ｔｙｍａ ｕａ ｔ ｒｄ ｒ ｖｄ ｄａ ｐｉ —
总第 １ １ ９ 期 ２ １ 年第 ５ ００ 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｉ ｅ ｔｏ ｉ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｈ ｐ Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃ ｎ ｉｅ ｒｎ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ５ １３ ．
９ ８
ＡＰ 在 紫 外 通 信 中 的 应 用 探 讨 Ｄ
陶 源” 王 平¨ 尚金 萍” 谭 红兵
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探析紫外光通信技术原理及应用
紫外光通信系统是一种新型的通信手段，与常规的通信系统相比，有很多优势。
由于紫外线主要以散射方式传播，并且传播路径有限，采用紫外光通信系统具有一定的绕过障碍物的能力，非常适用于近距离抗干扰的通信环境。
紫外光通信具有灵活、低窃听、全方位、非视距通信的独特优势，主要应用于短距离的、保密的通信是常规通信的一种重要补充。
紫外光通信是以大气分子和子溶胶粒子的散射和吸收为基础的。
紫外光通信基于两个相互关联的物理现象：一是大气层中的臭氧对波长在200nm到280nm之间的紫外光有强烈的吸收作用，这个区域被叫做日盲区，到达地面的日盲区紫外光辐射在海平面附近几乎衰减为零；另一现象是地球表面的日盲区紫外光被大气强烈散射。
日盲区的存在，为工作在该波段的紫外光通信系统提供了一个良好的通信背景。
紫外光在大气中的散射作用使紫外光的能量传输方向发生改变，这为紫外光通信奠定了通信基础，但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。
选择紫外“日盲”波段光波进行传输信号时，信号在传输过程中很少受到大气背景噪声干扰。
由于紫外辐射在大气中由瑞利散射所造成的光能损失是红外线的1000倍以上，使得工作于紫外波段的系统与红外系统相比具有很大的不同。
它是信息传输实现非视距工作方式的基础，同时也克服了其他自由空间信息传输系统在视距方式工作时的弱点。
与常规通信方式相比，紫外光通信有其特有的优势：
1、高保密的数据传输性和强抗干扰能力；紫外光通信主要基于大气对紫外光的散射和吸收作用。
紫外光信号在大气传输过程中会呈现指数倍的衰减，传输距离一般不超过10公里，信号难以监听和截获。
另外，紫外光通信系统的辐射功率可根据通信距离减至最小，无线电设备很难对其进行干扰和精确定位。
2、可用于非直视通讯；紫外光在大气传输过程中会发生散射现象，散射特性可以使紫外。