深空網(wǎng)大天線技術(shù)

內(nèi)容概要

本書追溯了NASA深空網(wǎng)(DSN)從1958年建立之初至今的天線發(fā)展歷程，主要討論了DSN天線和相關(guān)前端設(shè)備的射頻設(shè)計(jì)和性能，介紹了在整個(gè)DSN發(fā)展歷程中所引入的所有新設(shè)計(jì)和技術(shù)革新，還全面論述了所有用于設(shè)計(jì)和性能評(píng)估的分析和測(cè)量技術(shù)。    本書既是該領(lǐng)域新人的入門教程，也是業(yè)內(nèi)專家的參考書。本書假設(shè)讀者已經(jīng)熟悉基本的工程和數(shù)學(xué)概念以及電磁學(xué)高級(jí)教程的基本內(nèi)容。    本書的部分內(nèi)容（在第2~6章中）最初寫于1990年，本來作為Joseph H. Yuen的《深空遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)工程》（Plenum出版公司 1983年出版）一書修訂版的一章。然而，此次修訂未能完成，其中的部分內(nèi)容后來在其他的地方發(fā)表了。噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的深空通信與導(dǎo)航系統(tǒng)精英中心成立后，決定出版涵蓋JPL幾十年深空探測(cè)期間發(fā)展的基本原理和實(shí)踐活動(dòng)的系列專著。由于在DSN天線實(shí)現(xiàn)的很多技術(shù)革新使得過去幾十年中深空遠(yuǎn)程通信性能取得了顯著提高，因此真正希望在詳盡的參考文獻(xiàn)中能包含這些貢獻(xiàn)。    第2～6章最初涵蓋了1990年以前DSN的天線。這些章已經(jīng)進(jìn)行了修改，增加了自1990年以來的內(nèi)容，如在70m天線上增加X頻段上行鏈路和Ka頻段下行鏈路。第7～9章包括了20世紀(jì)90年代引入深空網(wǎng)的波束波導(dǎo)天線。第10章討論了DSN未來可能的發(fā)展方向。第1章為最后所寫，介紹了用于所有天線設(shè)計(jì)和分析的數(shù)學(xué)原理。第1章還包括波束波導(dǎo)天線設(shè)計(jì)和用于評(píng)估天線性能的測(cè)量技術(shù)部分。    本書的內(nèi)容主要來自于JPL過去和現(xiàn)在的同事們的工作，他們支持了DSN天線的開發(fā)。在許多情況下，正文僅是概括，完整的內(nèi)容參見每章后的參考文獻(xiàn)。

作者簡(jiǎn)介

作者：(美)依姆布里亞爾 譯者：李海濤

書籍目錄

第1章 概述  1.1 技術(shù)驅(qū)動(dòng)因素  1.2 設(shè)計(jì)反射面天線的分析技術(shù)    1.2.1 天線輻射方向圖分析    1.2.2 饋源喇叭分析    1.2.3 球面波分析    1.2.4 雙反射面成型    1.2.5 準(zhǔn)光學(xué)技術(shù)    1.2.6 雙色性分析    1.2.7 天線噪聲溫度的確定  1.3 測(cè)量技術(shù)    1.3.1 經(jīng)緯儀測(cè)量    1.3.2 微波全息影像    1.3.3 口面增益和效率的測(cè)量    1.3.4 噪聲溫度測(cè)量  1.4 波束波導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)    1.4.1 高通設(shè)計(jì)    1.4.2 焦平面匹配    1.4.3 高斯波束設(shè)計(jì)    1.4.4 高功率設(shè)計(jì)  1.5 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第2章 深空站11： 先驅(qū)者——第一個(gè)大型深空網(wǎng)卡塞格倫天線  2.1 卡塞格倫概念介紹  2.2 影響卡塞格倫幾何的因素  2.3 DSS-11-26m卡塞格倫系統(tǒng)  參考文獻(xiàn)第3章 深空站12： 回聲  3.1 S頻段卡塞格倫單脈沖饋源喇叭  3.2 26m S/X頻段轉(zhuǎn)化工程    3.2.1 性能預(yù)測(cè)    3.2.2 性能測(cè)量  3.3 戈?duì)柕滤诡D——蘋果峽谷射電望遠(yuǎn)鏡  參考文獻(xiàn)第4章 深空站13： 金星  4.1 雙模圓錐饋源喇叭  4.2 增益校準(zhǔn)  參考文獻(xiàn)第5章 深空站14： 火星  5.1 天線結(jié)構(gòu)  5.2 S頻段，1966年  5.3 X頻段性能    5.3.1 表面公差    5.3.2 測(cè)量的X頻段性能  5.4 三錐多饋源卡塞格倫系統(tǒng)    5.4.1 射頻性能    5.4.2 新的寬帶饋源喇叭    5.4.3 雙混合模饋源喇叭  5.5 雙色性反射饋源系統(tǒng)  5.6 L頻段    5.6.1 設(shè)計(jì)方法    5.6.2 性能預(yù)測(cè)和測(cè)量    5.6.3 L頻段系統(tǒng)的改進(jìn)  5.7 從64m到70m天線的升級(jí)    5.7.1 設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè)    5.7.2 S頻段和X頻段性能    5.7.3 Ka頻段性能    5.7.4 增加X頻段上行鏈路  5.8 變形補(bǔ)償    5.8.1 可變形平面板    5.8.2 饋源陣列補(bǔ)償系統(tǒng)    5.8.3 陣列饋源補(bǔ)償系統(tǒng)——可變形平面板的試驗(yàn)    5.8.4 規(guī)劃的Ka頻段性能  5.9 未來的興趣和挑戰(zhàn)  參考文獻(xiàn)第6章 深空站15： 天王星——第一個(gè)34m高效率天線  6.1 通用口徑饋源  6.2 雙反射面賦形  6.3 計(jì)算的與測(cè)量的性能對(duì)照  參考文獻(xiàn)第7章 34m研發(fā)波束波導(dǎo)天線  7.1 新的分析技術(shù)  7.2 波束波導(dǎo)測(cè)試設(shè)備  7.3 新天線    7.3.1 天線設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)    7.3.2 上層鏡面光學(xué)設(shè)計(jì)    7.3.3 基座間的光學(xué)設(shè)計(jì)    7.3.4 旁路波束波導(dǎo)設(shè)計(jì)    7.3.5 理論性能    7.3.6 雙賦形反射面設(shè)計(jì)    7.3.7 使用DSS-15主反射面面板模具制造DSS-13面板的影響  7.4 第一階段測(cè)量結(jié)果    7.4.1 X頻段和Ka頻段測(cè)試包    7.4.2 噪聲溫度    7.4.3 在8.45GHz和32GHz的效率標(biāo)定    7.4.4 波束波導(dǎo)天線G/T值的最優(yōu)化    7.4.5 旁路模式波束波導(dǎo)天線的性能  7.5 去除旁路波束波導(dǎo)  7.6 多頻段工作    7.6.1 X/Ka頻段系統(tǒng)    7.6.2 S頻段設(shè)計(jì)  7.7 波束波導(dǎo)的多功能性  參考文獻(xiàn)第8章 運(yùn)行的34m波束波導(dǎo)天線  8.1 波束波導(dǎo)設(shè)計(jì)  8.2 初始測(cè)試    8.2.1 微波全息影像測(cè)量    8.2.2 效率測(cè)量    8.2.3 噪聲溫度結(jié)果    8.2.4 套筒  8.3 在運(yùn)行的34m波束波導(dǎo)天線上增加Ka頻段    8.3.1 卡西尼無線電科學(xué)Ka頻段地面系統(tǒng)    8.3.2 Ka頻段升級(jí)——單收系統(tǒng)  參考文獻(xiàn)第9章 天線研究系統(tǒng)的任務(wù)  9.1 波束波導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)  9.2 發(fā)射饋源喇叭的設(shè)計(jì)  9.3 接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)  9.4 雙翼片極化器  9.5 上行鏈路組陣  9.6 深空站27  參考文獻(xiàn)第10章 下一代深空網(wǎng)  10.1 替代70m天線的研究    10.1.1 延長(zhǎng)現(xiàn)有70m天線的壽命    10.1.2 設(shè)計(jì)一個(gè)新的70m單口徑天線    10.1.3 4個(gè)34m口徑天線組陣    10.1.4 小天線組陣    10.1.5 平板天線組陣    10.1.6 高效率反射單元球型對(duì)天線概念  10.2 向星際網(wǎng)絡(luò)發(fā)展  10.3 結(jié)束語(yǔ)  參考文獻(xiàn)術(shù)語(yǔ)和縮略語(yǔ)

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