空間X射線通信新方法
中科院西安光學精密機械研究所趙寶升團隊開發出一種新型的X射線調製源和一種基於(yu) 微通道板的X射線探測器,這兩(liang) 者分別作為(wei) 發射和接收裝置,實現了新的空間X射線通信方法實驗。
自1895年德國物理學家W.K.倫(lun) 琴發現X射線以來,這種波長很短而具有很高穿透性的射線可使很多肉眼看不見的固體(ti) 材料發出可見熒光,因此在醫療透視和無損探傷(shang) 中得到了廣泛應用。實際上,作為(wei) 波長很短的電磁波,X射線同樣可在空間傳(chuan) 輸,成功實現通信功能。RS485通信常見故障排查
目前,空間無線通信的研究應用已涵蓋無線電波、微波到紅外、可見光、紫外等電磁波範圍,而對X射線通信的研究應用還是空白。因此,利用X射線作為(wei) 信息載體(ti) 的新概念空間通信方法研究具有重要的科學意義(yi) 及應用前景。按顯示波段範圍分類激光器類型
由於(yu) X射線波長很短,穿透能力很強,當X射線光子能量大於(yu) 10千電子伏特(波長小於(yu) 0.12納米)、在大氣壓強低於(yu) 10-1帕斯卡時,X射線透過率為(wei) 100%,傳(chuan) 輸幾乎無衰減。這意味著可利用很小的發射功率實現遠距離空間通信。因此,與(yu) 微波、激光等其他電磁波的通信相比,X射線通信具有方向性好、發射功率低、傳(chuan) 輸距離遠、保密性強、不受空間環境電磁幹擾、通信頻帶寬等優(you) 點,有望未來實現衛星實時通信。2007年,美國宇航局戈達德太空飛行中心的天文物理學家Keith Gendreau提出了利用X射線實現空間衛星飛行器點對點通信的概念,被認為(wei) 是“下一代新的空間通信方法”。自由口與(yu) PPI通訊的區別
趙寶升等開發的X射線調製源是將真空三極管和X射線管的技術結合,實現了X射線能量的高速調製,理論設計發射帶寬可達50G赫茲(zi) 。同時,基於(yu) 微通道板的X射線探測器具有時間響應快、接收麵積大、最小可探測功率小等優(you) 點。利用該技術方案,當X射線發散角小於(yu) 2毫弧度、X射線光子能量大於(yu) 20千電子伏特、X射線發射功率為(wei) 100毫瓦,可在太空傳(chuan) 輸6000公裏以上。
目前,西安光機所已搭建了基於(yu) 語音通信的X射線數字傳(chuan) 輸驗證係統,主要包括X射線的發射裝置和接收裝置,已實現OOK(開關(guan) 鍵控)和PWM(脈衝(chong) 寬度調製)兩(liang) 種調製方式下的語音通信,在6米真空管道中通信速率達64千比特每秒。
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