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微波光子多学科协同设计与建模仿真

微波光子多学科协同设计与建模仿真

书籍作者：周涛 ISBN：9787030743077
书籍语言：简体中文 连载状态：全集
电子书格式：pdf,txt,epub,mobi,azw3 下载次数：2876
创建日期：2024-04-18 发布日期：2024-04-18
运行环境：PC/Windows/Linux/Mac/IOS/iPhone/iPad/Kindle/Android/安卓/平板
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内容简介

《微波光子多学科协同设计与建模仿真》提出微波光子多学科协同设计思想与方法，首先从微波光子的跨域交叉融合出发，分析了其多学科特点，探讨了微波光子多学科协同设计的技术挑战；接着，基于微波光子多学科设计的内涵，将需求-功能-逻辑-物理（RFLP）系统工程论方法引入微波光子系统的设计中，形成了基于RFLP的微波光子系统仿真设计的一般方法。同时，深入研究了微波光子器件、处理单元和系统的建模方法，阐明了微波光子跨域特点和时空频多维映射原理，并以微波光子干涉仪系统模型为例，详细阐述了多学科协同设计和建模仿真的思路及方法；最后，《微波光子多学科协同设计与建模仿真》探讨了不同专业工具所建立的异构模型的统一封装方法，并针对微波光子跨域带来的海量数据处理问题，探讨了多核心、多进程分布式并行计算方法对仿真效率提升的有效性。

编辑推荐
适读人群 ：微波光子学领域的研究学者和研究生，其他相关专业方向的学生和研究学者

内容详实，论述清晰，详细论述了探讨微波光子多学科协同设计与建模仿真方法

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目录
目录
第1章 微波光子学及其多学科特征 1
1.1 微波光子学的概念、发展及应用 1
1.1.1 微波光子学的基本概念 1
1.1.2 微波光子器件 3
1.1.3 微波光子信号处理 6
1.1.4 微波光子学的系统应用 13
1.2 微波光子学的多学科融合特征 21
1.3 微波光子多学科协同设计与建模仿真的现状及挑战 25
1.3.1 微波光子多学科协同设计与建模仿真的现状 25
1.3.2 微波光子多学科协同设计与建模仿真的挑战 28
1.4 微波光子多学科协同设计和建模仿真的主要内容 30
参考文献 30
第2章 微波光子多学科协同设计方法 33
2.1 多学科概念内涵 33
2.2 多学科协同设计的概念及方法 36
2.2.1 传统产品的设计方式 36
2.2.2 多学科协同设计的概念及特点 40
2.2.3 多学科协同设计的原理及方法 42
2.3 RFLP 多学科协同设计方法与流程 47
2.3.1 系统工程方法 47
2.3.2 RFLP 协同设计的基本概念 48
2.3.3 RFLP 协同设计的基本框架 48
2.3.4 RFLP 协同设计的基本流程 51
2.3.5 多学科协同优化原理及方法 53
2.4 基于RFLP的微波光子多学科协同设计 58
2.4.1 微波光子多学科协同设计的概念 58
2.4.2 微波光子多学科协同设计的基本方法及流程 60
2.4.3 微波光子多学科协同设计中的关键问题 66
2.5 本章小结 70
参考文献 70
第3章 微波光子基础器件建模及优化 72
3.1 概述 72
3.1.1 微波光子器件分类 72
3.1.2 微波光子器件建模挑战 75
3.2 微波光子器件建模方法 77
3.2.1 微波光子器件噪声建模 77
3.2.2 微波光子器件非线性建模 83
3.2.3 基于经验公式的行为级模型建模 85
3.2.4 基于器件机理的物理模型建模 87
3.2.5 微波光子器件建模协议 92
3.3 微波光子器件参数提取及表征方法 94
3.3.1 激光器参数提取与表征 96
3.3.2 调制器参数提取与表征 98
3.3.3 探测器参数提取与表征 100
3.3.4 掺铒光纤放大器参数提取与表征 100
3.3.5 光滤波器参数提取与表征 102
3.3.6 电光互转换组件参数表征 103
3.4 微波光子器件模型评估与修正 106
3.4.1 模型评估 107
3.4.2 模型参量修正 108
3.5 本章小结 112
参考文献 112
第4章 微波光子时空频处理单元的信息映射关系及建模 114
4.1 微波光子系统中的时空频处理模型 114
4.1.1 微波光子时空频处理模型分类 114
4.1.2 微波光子时域模型 114
4.1.3 微波光子频域模型 116
4.1.4 微波光子时频混合域模型 119
4.1.5 微波光子空频混合域模型 121
4.2 微波光子时空频处理单元的信息映射关系 121
4.2.1 单一处理域的信号处理 122
4.2.2 时-频信号处理 123
4.2.3 频-空信号处理 125
4.2.4 多维映射问题解决方法 126
4.2.5 微波光子时空频处理单元的多学科耦合和解耦合机理与方法 127
4.3 微波光子时空频联合处理单元建模及表征评估 130
4.3.1 微波光子时空频处理单元联合建模挑战 130
4.3.2 微波光子处理单元联合建模及表征评估方法 131
4.4 本章小结 142
参考文献 142
第5章 微波光子系统的协同设计与联合仿真 144
5.1 微波光子系统的主要组成 144
5.2 微波光子系统的RFLP协同设计与建模仿真过程 146
5.2.1 需求视图 147
5.2.2 功能视图 148
5.2.3 逻辑视图 150
5.2.4 物理视图 152
5.3 微波光子系统建模仿真示例 154
5.3.1 微波光子干涉仪系统RFLP设计过程 155
5.3.2 微波光子干涉仪分机 RFLP 设计过程 160
5.3.3 微波光子干涉仪测向系统仿真及优化 164
5.4 本章小结 183
参考文献 183
第6章 微波光子多学科异构模型封装与高效仿真方法 186
6.1 微波光子异构模型与封装方法 186
6.1.1 异构模型的概念 186
6.1.2 微波光子模型的统一表征方法 189
6.1.3 微波光子模型的统一描述与实现 192
6.1.4 异构封装方法 195
6.1.5 异构模型封装实例 201
6.2 微波光子高效仿真方法 218
6.2.1 基于跨域匹配的微波光子系统高效仿真方法 218
6.2.2 分布式并行计算方法 224
6.3 本章小结 246
参考文献 246
索引 24
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2023-09-16 14:33:59

微波光子多学科协同设计与建模仿真 随着科技的不断进步，微波光子技术已经成为了现代通信、雷达、卫星通信和医疗诊断等领域的重要组成部分。微波光子技术的研究和应用在过去几十年中取得了巨大的进展，但其复杂性和多学科性质也带来了许多挑战。为了更好地理解和优化微波光子系统，多学科协同设计与建模仿真成为了一种不可或缺的方法。 ### 微波光子技术的基本概念 在深入探讨微波光子多学科协同设计与建模仿真之前，让我们首先了解一下微波光子技术的基本概念。微波光子技术是一种将微波和光子学相结合的技术，它通过将微波信号转换为光信号或反之，实现了高带宽、低损耗和抗干扰性能。这一技术的应用包括光纤通信、无线通信、雷达系统、天文观测、生物医学成像等。 微波光子系统通常由微波源、光源、光调制器、光检测器、光纤传输系统等多个组件组成。这些组件之间的相互作用和性能优化需要跨越微波和光子学领域的知识。 ### 多学科协同设计的必要性 微波光子系统的设计和优化涉及到多个学科领域，包括微波工程、光子学、电子学、材料科学等。因此，多学科协同设计变得至关重要。在过去，工程师和科学家通常在各自的领域内工作，很难有效地合作和交流。然而，微波光子系统的复杂性要求不同学科之间的紧密协作。 多学科协同设计的好处包括更好的性能、更短的开发周期和更低的成本。通过将不同学科的专业知识集成在一起，可以更好地理解系统的整体性能，并在设计阶段发现和解决问题，从而避免在后期进行昂贵的修改。 ### 建模仿真在微波光子系统中的作用 建模仿真是微波光子系统设计的关键工具之一。它允许工程师和科学家在计算机上建立系统的数学模型，并通过仿真来预测系统的性能。这种方法有助于快速评估不同设计选项的优劣，并优化系统的参数。 在微波光子系统中，建模仿真可以用于模拟微波信号的传输、光子信号的调制和检测、材料的特性等。通过建立准确的模型，研究人员可以更好地理解系统的行为，并进行虚拟实验，从而节省时间和资源。 ### 微波光子多学科协同设计与建模仿真的未来 随着科学和技术的不断发展，微波光子多学科协同设计与建模仿真将继续发挥重要作用。未来，我们可以期待更强大的仿真工具和跨学科合作平台的出现，以进一步促进微波光子技术的创新和应用。 此外，随着量子光子学的发展，微波光子系统还有望在量子通信和量子计算等领域发挥关键作用。多学科协同设计与建模仿真将成为推动这一领域前进的关键工具。 综上所述，微波光子多学科协同设计与建模仿真是一项不可或缺的技术，它有助于解决微波光子系统设计中的复杂性和多学科性挑战。通过跨学科合作和先进的仿真工具，我们可以不断推动微波光子技术的发展，为各种应用领域带来更高性能和更创新的解决方案。

2023-09-18 07:11:52

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