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空間天線手冊

出版社：電子工業(yè)出版社出版時間：2018-03-01
開本： 16開 頁數(shù)： 570
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空間天線手冊 版權信息

空間天線手冊 內容簡介

本書由多位具有理論和實踐經驗的專家合著而成。全書共18章，分別討論天線基礎，空間天線模型，衛(wèi)星通信、雷達、導航和遙感的系統(tǒng)構架，空間環(huán)境與材料，空間天線的機械和熱設計，空間天線測試，空間天線發(fā)展的歷史回顧，空間應用的可展開網面天線：射頻表征，空間應用的微帶陣列技術、用于空間的印刷反射天線陣，空間應用中的新天線技術，衛(wèi)星通信天線，SAR天線，優(yōu)選導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收機天線，小衛(wèi)星天線，射電天文空間天線，深空應用天線，并展望了空間天線面臨的未來任務、關鍵技術和工藝的挑戰(zhàn)。

空間天線手冊 目錄

目 錄


第1章 天線基礎

1.1 引言

1.2 天線性能參數(shù)

1.2.1 反射系數(shù)和電壓駐波比

1.2.2 天線阻抗

1.2.3 輻射方向圖和覆蓋

1.2.4 極化

1.2.5 方向性

1.2.6 增益和實際增益

1.2.7 等效全向輻射功率

1.2.8 有效面積

1.2.9 相位中心

1.2.10 帶寬

1.2.11 天線噪聲溫度

1.3 基本天線單元

1.3.1 線天線

1.3.2 喇叭天線

1.3.3 反射面天線

1.3.4 螺旋天線

1.3.5 印刷天線

1.4 陣列

1.4.1 陣列天線布置

1.5 天線在太空環(huán)境中的基本效應

1.5.1 倍增

1.5.2 無源互調(PIM)失真

1.5.3 出氣

參考文獻

第2章 空間天線模型

2.1 引言

2.1.1 麥克斯韋方程

2.1.2 CEM

2.2 天線建模方法

2.2.1 基本理論

2.2.2 矩量法

2.2.3 FEM

2.2.4 FDTD方法

2.3 大型稀疏陣建模的快速算法

2.3.1 引言

2.3.2 MLFMA

2.3.3 FEM的分層基

2.4 案例研究： 衛(wèi)星本體對天線輻射方向圖的影響

2.5 總結

參考文獻

第3章 衛(wèi)星通信、 雷達、 導航和遙感的系統(tǒng)構架

3.1 引言

3.2 構成衛(wèi)星系統(tǒng)的各部分

3.3 衛(wèi)星的任務

3.4 通信衛(wèi)星

3.4.1 固定衛(wèi)星服務(FSS)

3.4.2 廣播衛(wèi)星服務(直播衛(wèi)星服務)BSS(DBS)

3.4.3 數(shù)字音頻無線電服務(DARS)

3.4.4 直接到戶(DTH)寬帶服務

3.4.5 移動通信服務

3.5 雷達衛(wèi)星

3.6 導航衛(wèi)星

3.7 遙感衛(wèi)星

3.8 衛(wèi)星指令和控制結構

3.9 通信有效載荷應答器

3.9.1 彎管應答器

3.9.2 數(shù)字應答器

3.9.3 再生中繼器

3.10 衛(wèi)星功能需求

3.10.1 主要性能概念： 覆蓋范圍， 頻率分配

3.10.2 通信有效載荷的結構

3.10.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能要求

3.11 衛(wèi)星鏈路方程

3.12 微波發(fā)射機模塊

3.12.1 交調點

3.12.2 輸出功率回退

3.12.3 發(fā)射天線和等效各向同性輻射功率

3.13 接收機前端模塊

3.13.1 噪聲系統(tǒng)和噪聲溫度

3.14 通信系統(tǒng)射頻鏈路接收功率

3.14.1 上下行鏈路的角度依賴性

3.15 衛(wèi)星和天線中的額外損失

3.15.1 傳播效應和大氣引起的其他損耗

3.15.2 電離層效應——閃爍和極化旋轉

3.16 熱噪聲和天線噪聲溫度

3.16.1 天線和通信系統(tǒng)的接口

3.16.2 上行鏈路信噪比

3.17 SNR方程和*小可檢測信號

3.18 功率通量密度、 飽和通量密度和動態(tài)范圍

3.18.1 PFD和衛(wèi)星應答器增益狀態(tài)之間的重要關系

3.19 全雙工工作和無源互調

3.20 增益和增益的變化

3.21 指向誤差

3.22 衛(wèi)星系統(tǒng)架構的其余部分

3.23 軌道和軌道方面的考慮

3.24 航天器介紹

3.25 航天器預算(質量， 功率， 熱量)

3.25.1 衛(wèi)星質量

3.25.2 衛(wèi)星功率

3.25.3 衛(wèi)星熱量耗散

3.26 軌道任務周期和運載火箭的考慮

3.27 環(huán)境管理(熱、 輻射)

3.28 飛行器結構(聲學的/動力的)

3.29 衛(wèi)星定位(位置保持)

3.30 衛(wèi)星姿態(tài)控制

3.31 電源子系統(tǒng)

3.32 跟蹤、 遙感、 指令和監(jiān)控

參考文獻

第4章 空間環(huán)境與材料

4.1 引言

4.2 天線的空間環(huán)境

4.2.1 輻射環(huán)境

4.2.2 等離子體環(huán)境

4.2.3 中性環(huán)境

4.2.4 典型的航天器軌道空間環(huán)境

4.2.5 熱環(huán)境

4.2.6 發(fā)射環(huán)境

4.3 材料選擇及其與電磁性能之間的關系

4.3.1 RF透明材料及其使用

4.3.2 RF導電材料及其使用

4.3.3 PIM控制的材料選擇黃金規(guī)則

4.4 空間材料與制造工藝

4.4.1 金屬及其合金

4.4.2 聚合物基復合材料

4.4.3 陶瓷及陶瓷基復合材料

4.5 機械和熱性能的表征

4.5.1 熱真空環(huán)境和出氣作用的篩查

4.5.2 聚合物和復合材料的基本特性測試

4.5.3 機械性能表征

4.5.4 熱和熱彈性特性

參考文獻

第5章 空間天線的機械和熱設計

5.1 引言： 機械熱電氣三角形

5.1.1 天線產品

5.1.2 配置、 材料和工藝

5.1.3 需求及其驗證的概述

5.2 天線結構的設計

5.2.1 反射面的典型設計方案

5.2.2 夾層板結構的描述

5.2.3 夾層板耐熱性的描述

5.2.4 與熱機械設計有關的夾層板結構的電氣描述

5.3 結構建模與分析

5.3.1 一階板理論

5.3.2 高階板理論

5.3.3 經典層合板理論

5.3.4 均勻各向同性板與對稱夾層板的比較

5.3.5 合成材料表皮

5.3.6 蜂窩芯材的特點

5.3.7 夾層板失效模式

5.3.8 質量優(yōu)化的夾層天線結構

5.3.9 有限元分析

5.3.10 天線的聲負載

5.4 熱和熱彈性分析

5.4.1 空間天線的熱環(huán)境

5.4.2 橫向夾層板的熱傳導模型

5.4.3 平面夾層板的熱平衡

5.4.4 空間中的平板熱變形

5.4.5 偏置拋物反射面的熱彈性穩(wěn)定性

5.4.6 熱分析工具

5.4.7 熱分析案例

5.4.8 熱模型的不確定性和安全系數(shù)

5.5 熱控制策略

5.5.1 要求和主要設計選擇

5.5.2 熱控制元件

5.5.3 熱設計實例

參考文獻

第6章 空間天線測試

6.1 引言

6.2 作為開發(fā)和驗證工具的測試

6.2.1 測試工程

6.2.2 模型的理念和定義

6.2.3 電氣模型關聯(lián)

6.2.4 熱測試和模型關聯(lián)

6.3 天線測試設施

6.3.1 遠場天線測試場

6.3.2 緊湊天線測試場

6.3.3 近場測量和設施

6.3.4 環(huán)境試驗設備和機械測試

6.3.5 PIM測試

6.4 案例分析： SMOS

6.4.1 SMOS MIRAS儀器

6.4.2 SMOS模型理念

6.4.3 天線方向圖測試活動

參考文獻

第7章 空間天線發(fā)展的歷史回顧

7.1 引言

7.2 早期情況

7.2.1 簡單衛(wèi)星上的導線天線和裂縫天線

7.2.2 天線的計算機建模開始起步

7.2.3 改造現(xiàn)有的/經典的天線設計用于空間應用

7.3 采用復雜饋電系統(tǒng)的較大尺寸的反射器

7.3.1 引言

7.3.2 多頻天線

7.3.3 大型可展開天線

7.3.4 固體表面可展開反射面天線

7.3.5 極化敏感反射面和賦形反射面

7.3.6 多饋天線

7.4 陣列天線

7.4.1 自旋穩(wěn)定衛(wèi)星上的共形陣列

7.4.2 用于遙感的陣列

7.4.3 用于遠程通信的陣列

7.5 總結

致謝

參考文獻

第8章 空間應用的可展開網面天線： 射頻表征

8.1 引言

8.2 可展開網格反射面的歷史

8.3 網格反射面特有的設計上的考慮事項

8.4 SMAP任務——一個典型的案例研究

8.4.1 任務概述

8.4.2 關鍵的天線設計的驅動因素和約束

8.4.3 反射面材料的射頻性能確定

8.4.4 射頻天線方向圖的建模

8.4.5 饋源組件的設計

8.4.6 性能驗證

8.5 總結

參考文獻

第9章 空間應用的微帶陣列技術

9.1 引言

9.2 陣列天線的基礎知識

9.2.1 功能上(驅動)的要求和陣列設計解決方案

9.2.2 無源陣列的材料與環(huán)境和設計要求的關系

9.2.3 陣列優(yōu)化方法和準則

9.3 無源陣列

9.3.1 SAR天線的輻射面板

9.3.2 導航天線

9.3.3 深空用的無源天線

9.4 有源陣列

9.4.1 有源天線的關鍵有源元器件： 放大器

9.4.2 有源混合電路

9.4.3 熱耗散設計方案

9.4.4 有源陣列控制

9.4.5 通信和數(shù)據(jù)傳輸用的有源陣列

9.5 總結

參考文獻

第10章 用于空間的印刷反射天線陣

10.1 引言

10.2 工作原理和反射天線陣單元的性能

10.3 分析與設計技術

10.3.1 反射天線單元的分析與設計

10.3.2 反射天線陣的設計與分析

10.3.3 寬帶技術

10.4 通信衛(wèi)星和廣播衛(wèi)星的反射天線陣

10.4.1 等場強線波束反射天線陣

10.4.2 雙極化覆蓋的發(fā)射天線

10.4.3 覆蓋南美的收發(fā)天線

10.5 空間應用的現(xiàn)狀和展望

10.5.1 大孔徑反射天線陣

10.5.2 充氣的反射天線陣

10.5.3 深空通信用的高增益天線

10.5.4 多波束反射天線陣

10.5.5 雙反射面結構

10.5.6 波束可再配置和可掃描的反射天線陣

10.5.7 結論和展望

參考文獻

第11章 空間應用中的新天線技術

11.1 引言

11.2 新興毫米波系統(tǒng)中片上/封裝天線

11.2.1 片上天線技術的*新進展

11.2.2 硅基片上天線的限制

11.2.3 片上天線的無源硅集成技術

11.3 平面波導集成技術

11.4 天線應用中微波/毫米波段下基于MEMS電路的技術

11.4.1 RF/微波基于MEMS的移相器

11.4.2 毫米波段下用于波束成形的反射型移相器

11.5 新興的THz天線系統(tǒng)及其集成結構

11.5.1 THz光子學技術： THz時代的光混頻天線

11.5.2 使用光混頻陣列天線產生THz信號

11.6


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空間天線手冊 作者簡介

William A. Imbriale任職于美國加州理工學院噴氣推進實驗室。Steven Gao（高世昌）為英國肯特大學講席教授，IET會士，英國航空航天學會會士。Luigi Boccia任教于意大利Calabria大學。

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