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第13章 现代航天器天线设计新概念495

13.1 航天器天线概述495

13.1.1 航天器天线的分类496

13.1.2 航天器天线的技术特点和主要技术要求497

13.1.3 航天器天线的设计内容498

13.1.4 航天器天线的研制方法500

13.2 航天器天线的EMC问题503

13.2.1 航天器天线集合的电磁干扰现象描述503

13.2.2 EMC分析预测506

13.2.3 EMC设计与工程实施511

13.3 星载天线辐射方向图的分析与计算512

13.3.1 GTD的基本理论和公式513

13.3.2 多棱柱卫星体上天线辐射方向图计算529

13.3.3 圆柱星体上天线滚动面辐射场计算536

13.3.4 散焦区场的计算——等效电磁流法541

13.4 天线的卫星工程化问题544

13.4.1 卫星工程化的基本内容544

13.4.2 航天器天线的结构545

13.4.3 航天器天线的电、机、热一体化集成设计547

13.4.4 星载天线的电磁CAD模装技术555

13.4.5 航天器天线的电性测试和AIT测试559

13.4.6 航天器天线的环境试验560

13.4.7 可靠性工作565

第14章 卫星测控天线567

14.1 卫星测控系统概述567

14.2 卫星测控天线的主要技术要求568

14.3 UHF/VHF频段的星载测控天线570

14.3.1 UHF/VHF卫星测控天线系统设计570

14.3.2 单元天线设计571

14.3.3 二单元天线系统及组阵的星体方向图574

14.4 S频段统一载波系统（USB）的星载测控天线575

14.4.1 USB天线系统考虑575

14.4.2 USB单元天线设计576

14.4.3 USB天线网络设计582

14.4.4 USB测控天线的星体方向图582

14.5 C频段统一体制的星载测控天线583

14.5.1 地球同步轨道自旋稳定卫星测控天线584

14.5.2 同步静止轨道对地三轴稳定卫星的测控天线585

14.6 再入返回段卫星测控天线586

14.6.1 再入环境及卫星测控天线设计586

14.6.2 低仰角电磁波的传输和抗衰落589

14.7 天基（GPS）测控资源590

14.7.1 星载GPS接收天线590

14.7.2 抑制多径效应的星载GPS天线592

14.8 跟踪与数据中继卫星（TDRSS）天线系统594

14.8.1 陆基测控网面临的挑战594

14.8.2 TDRSS的空间段布局及其天线596

14.8.3 TDRSS天线关键技术600

第15章 地球同步静止轨道通信卫星天线603

15.1 通信卫星天线概述603

15.1.1 分类603

15.1.2 星载通信天线的一般要求604

15.2 自旋稳定卫星通信消旋天线606

15.2.1 机械消旋定向波束天线606

15.2.2 电子消旋定向波束天线608

15.3 同步静止轨道卫星覆球波束和波纹喇叭613

15.3.1 概述613

15.3.2 波纹喇叭的工程设计614

15.3.3 设计应用举例619

15.3.4 双频段共用馈源技术621

15.4 赋形波束反射面通信天线622

15.4.1 概述622

15.4.2 反射面多馈源赋形波束天线设计624

15.4.3 反射面多馈源赋形波束通信天线应用实例629

15.4.4 覆盖中国版图的赋形等化波束天线设计638

15.4.5 赋形双反射面设计649

15.5 航天器反射面天线的材料和结构652

15.5.1 航天器反射面天线在结构和材料上的特殊要求652

15.5.2 航天器反射面结构材料652

15.5.3 航天器反射面天线结构654

15.5.4 大型可展开天线的需求和结构661

15.6 卫星通信的微波网络662

15.6.1 波导型阻抗变换器663

15.6.2 微波滤波器665

15.6.3 微波正交模变换器666

15.6.4 微波多工器669

15.6.5 微波极化器674

第16章 航天多波束天线678

16.1 概述678

16.1.1 航天多波束天线的应用前景678

16.1.2 航天多波束天线（MBA）的形式和组成679

16.2 反射面多波束天线681

16.2.1 反射面多波束天线的设计681

16.2.2 时分多址（TDMA）工作模式和多点波束684

16.2.3 卫星上交换的时分多址（SS—TDMA）系统688

16.2.4 共焦双偏抛物面加阵列馈电的有限电扫描天线690

16.2.5 Ka频段跳变多波束天线693

16.3 卫星多波束天线的实际应用694

16.3.1 反射面多波束卫星通信天线695

16.3.2 透镜多波束卫星通信天线695

16.3.3 阵列多波束卫星通信天线698

16.4 卫星多波束天线设计新技术699

16.4.1 多波束天线的类型699

16.4.2 单反射面馈源组的多波束天线700

16.4.3 广角扫描赋形介质透镜天线709

16.5 多波束天线辐射特性716

16.5.1 方向图形状716

16.5.2 波束扫描718

16.5.3 设计自由度和分辨率719

16.5.4 干扰抑制性能（即零值问题）721

16.5.5 自适应抗干扰的性能估计724

16.6 多反射面的多波束通信天线726

16.6.1 多波束与多反射面的几何728

16.6.2 多波束性能分析730

16.6.3 应用举例732

16.7 航天有源相控阵多波束天线738

16.7.1 概述738

16.7.2 可展开、模块化的有源相控阵多波束卫星天线740

第17章 航天微波遥感天线750

17.1 概述750

17.2 多模态微波遥感器天线电性设计752

17.2.1 系统概述和天线主要技术规范752

17.2.2 高度计天线和散射计天线反射面设计755

17.2.3 散射计天线的主要部件设计756

17.2.4 辐射计天线电性设计760

17.3 高精度星载毫米波反射面天线设计与实现764

17.3.1 反射面形面偏差和天线结构系统的均方根偏差764

17.3.2 航天天线系统的增益损失及形面公差分配766

17.3.3 结构设计与工艺实现767

17.4 高精度毫米波反射面天线在轨热变形分析与验证768

17.4.1 反射面机、热、电的一体化设计768

17.4.2 反射面天线变形的光测技术770

17.5 微波辐射计天线的主波束效率772

17.5.1 主波束效率的近似模型和计算773

17.5.2 主波束效率计算流程777

17.6 星载合成孔径雷达天线（SAR天线）778

17.6.1 合成口径雷达（SAR）天线概念779

17.6.2 与SAR天线相关的特点782

17.6.3 星载SAR系统及SAR天线784

17.6.4 SAR天线的现状和未来发展趋势792

17.6.5 SAR的数据传输797

第18章 星载数传天线802

18.1 覆盖地球的理想波束802

18.1.1 地球匹配波束802

18.1.2 覆盖增益的工程近似模型803

18.2 地球匹配波束赋形反射面天线804

18.2.1 地球匹配波束赋形反射面的数学模型804

18.2.2 赋形反射面天线辐射特性806

18.2.3 赋形反射面天线的设计举例809

18.3 地球匹配赋形波束的线性行波天线810

18.3.1 背射双线螺旋天线的地球匹配赋形波束设计811

18.3.2 设计举例813

18.3.3 赋形波束的阵列综合方法816

18.3.4 波导快波组合天线的赋形波束818

18.4 圆阵天线828

18.4.1 星载数传天线的现状和发展趋势828

18.4.2 传统圆环阵方向图函数的分析830

18.4.3 圆环阵相位模和幅度模分析833

18.4.4 圆阵的激励844

18.5 高增益、多波束、广域电扫描数传天线847

18.5.1 对地传输模式847

18.5.2 圆阵的周向扫描实现848

18.5.3 圆环阵多波束扫描天线854

18.6 航天数传天线的技术展望857

第19章 航天器智能天线理论基础863

19.1 基本术语和定义864

19.2 智能天线（Smart Antennas）基础866

19.2.1 天线阵的系统性能-信噪比866

19.2.2 平面波导引矢量（Steering Vector）与阵输出868

19.2.3 信号模型及阵相关矩阵871

19.2.4 特征值的分解874

19.3 信源、干扰、噪声与信噪比875

19.3.1 观察方向的源876

19.3.2 定向干扰877

19.3.3 随机噪声环境877

19.3.4 信噪比878

19.4 零控波束形成器879

19.5 最佳波束形成器880

19.5.1 无约束的最佳波束形成器880

19.5.2 带约束的最佳波束形成器881

19.5.3 最佳波束形成器的输出信噪比（SNR）和阵增益882

19.6 最小均方误差（LMS）的波束形成器885

19.7 波束空间处理（Beam Space Processing）886

19.7.1 最佳波束空间处理器889

19.7.2 广义的边瓣对消器890

19.7.3 后波束形成的干扰对消器892

19.7.4 后波束干扰对消器（PIC）与单元空间处理器（ESP）之比较904

19.8 自适应阵列天线904

19.8.1 概述904

19.8.2 干扰零对消方法及其对辐射方向图的影响907

19.8.3 数字波束形成天线914

第20章 航天器天线的电测929

20.1 概述929

20.1.1 天线电测的定义和内容929

20.1.2 航天器天线的电测931

20.2 紧缩场测量技术932

20.2.1 紧缩场932

20.2.2 紧缩场测试需要考虑的问题934

20.2.3 紧缩场的实验鉴定936

20.3 平面近场测量技术938

20.3.1 平面近场测量的基本原理939

20.3.2 平面近场测量的发展过程940

20.3.3 探针补偿的数学分析及近—远场变换的数学模型941

20.3.4 近场测量设备及过程948

20.3.5 平面近场测量的误差分析950

20.4 球形近场测量技术960

20.4.1 电磁场的球面波模展开960

20.4.2 传输公式964

20.4.3 探针校正969

20.4.4 测试天线发射系数Tsmn973

20.4.5 测试天线辐射参数977

20.4.6 球形近—远场变换的数值分析979

20.5 航天器天线及微波器件的真空微放电效应及检测984

20.5.1 电子二次倍增产生的基本条件和特点985

20.5.2 空间大功率微波系统电子二次倍增效应的控制987

20.5.3 航天天线及微波器件的二次电子倍增效应的测试990

20.5.4 多载波情况试验峰值电压和微放电试验992

20.6 航天天线几个特殊参量的测量995

20.6.1 双极化天线的测量995

20.6.2 电轴和指向测定1001

20.6.3 圆极化增益测量1003

20.6.4 辐射相位中心的测定1005