深空網大天線技術

《深空網大天線技術》是2006年9月1日清華大學出版社出版的圖書，作者是依姆布里亞爾。本書追溯了NASA深空網(DSN)從1958年建立之初至今的天線發展歷程，主要討論了DSN天線和相關前端設備的射頻設計和性能，介紹了在整個DSN發展歷程中所引入的所有新設計和技術革新，還全面論述了所有用於設計和性能評估的分析和測量技術。

基本介紹

• 書名：深空網大天線技術
• 作者：依姆布里亞爾
• ISBN：7302133077
• 頁數：249
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2006年9月1日
• 裝幀：精裝
• 開本：16
• 尺寸：24.2 x 16 x 1.6 cm
• 叢書名：jpl深空通信與導航叢書

內容簡介

本書既是該領域新人的入門教程，也是業內專家的參考書。本書假設讀者已經熟悉基本的工程和數學概念以及電磁學高級教程的基本內容。本書的部分內容（在第2~6章中）最初寫於1990年，本來作為JosephH.Yuen的《深空遠程通信系統工程》（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，其中的部分內容後來在其他的地方發表了。噴氣推進實驗室（JPL）的深空通信與導航系統精英中心成立後，決定出版涵蓋JPL幾十年深空探測期間發展的基本原理和實踐活動的系列專著。由於在DSN天線實現的很多技術革新使得過去幾十年中深空遠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中能包含這些貢獻。第2～6章最初涵蓋了1990年以前DSN的天線。這些章已經進行了修改，增加了自1990年以來的內容，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90年代引入深空網的波束波導天線。第10章討論了DSN未來可能的發展方向。第1章為最後所寫，介紹了用於所有天線設計和分析的數學原理。第1章還包括波束波導天線設計和用於評估天線性能的測量技術部分。本書的內容主要來自於JPL過去和現在的同事們的工作，他們支持了DSN天線的開發。在許多情況下，正文僅是概括，完整的內容參見每章後的參考文獻。

作者簡介

作者：(美)依姆布里亞爾譯者：李海濤

目錄

第1章 概述

1.1技術驅動因素

1.2設計反射面天線的分析技術

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準光學技術

1.2.6雙色性分析

1.2.7天線噪聲溫度的確定

1.3測量技術

1.3.1經緯儀測量

1.3.2微波全息影像

1.3.3口面增益和效率的測量

1.3.4噪聲溫度測量

1.4波束波導系統設計技術

1.4.1高通設計

1.4.2焦平面匹配

1.4.3高斯波束設計

1.4.4高功率設計

1.5小結

參考文獻

第2章 深空站11： 先驅者——第一個大型深空網卡塞格倫天線

2.1卡塞格倫概念介紹

2.2影響卡塞格倫幾何的因素

2.3DSS-11-26m卡塞格倫系統

參考文獻

第3章 深空站12： 回聲

3.1S頻段卡塞格倫單脈衝饋源喇叭

3.226m S/X頻段轉化工程

3.2.1性能預測

3.2.2性能測量

3.3戈爾德斯頓——蘋果峽谷射電望遠鏡

參考文獻

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

參考文獻

第5章 深空站14： 火星

5.1天線結構

5.2S頻段，1966年

5.3X頻段性能

5.3.1表面公差

5.3.2測量的X頻段性能

5.4三錐多饋源卡塞格倫系統

5.4.1射頻性能

5.4.2新的寬頻饋源喇叭

5.4.3雙混合模饋源喇叭

5.5雙色性反射饋源系統

5.6L頻段

5.6.1設計方法

5.6.2性能預測和測量

5.6.3L頻段系統的改進

5.7從64m到70m天線的升級

5.7.1設計與性能預測

5.7.2S頻段和X頻段性能

5.7.3Ka頻段性能

5.7.4增加X頻段上行鏈路

5.8變形補償

5.8.1可變形平面板

5.8.2饋源陣列補償系統

5.8.3陣列饋源補償系統——可變形平面板的試驗

5.8.4規劃的Ka頻段性能

5.9未來的興趣和挑戰

參考文獻

第6章 深空站15： 天王星——第一個34m高效率天線

6.1通用口徑饋源

6.2雙反射面賦形

6.3計算的與測量的性能對照

參考文獻

第7章 34m研發波束波導天線

7.1新的分析技術

7.2波束波導測試設備

7.3新天線

7.3.1天線設計考慮事項

7.3.2上層鏡面光學設計

7.3.3基座間的光學設計

7.3.4旁路波束波導設計

7.3.5理論性能

7.3.6雙賦形反射面設計

7.3.7使用DSS-15主反射面面板模具製造DSS-13面板的影響

7.4第一階段測量結果

7.4.1X頻段和Ka頻段測試包

7.4.2噪聲溫度

7.4.3在8.45GHz和32GHz的效率標定

7.4.4波束波導天線G/T值的最最佳化

7.4.5旁路模式波束波導天線的性能

7.5去除旁路波束波導

7.6多頻段工作

7.6.1X/Ka頻段系統

7.6.2S頻段設計

7.7波束波導的多功能性

參考文獻

第8章 運行的34m波束波導天線

8.1波束波導設計

8.2初始測試

8.2.1微波全息影像測量

8.2.2效率測量

8.2.3噪聲溫度結果

8.2.4套筒

8.3在運行的34m波束波導天線上增加Ka頻段

8.3.1卡西尼無線電科學Ka頻段地面系統

8.3.2Ka頻段升級——單收系統

參考文獻

第9章 天線研究系統的任務

9.1波束波導系統設計

9.2發射饋源喇叭的設計

9.3接收系統設計

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

第10章 下一代深空網

10.1替代70m天線的研究

10.1.1延長現有70m天線的壽命

10.1.2設計一個新的70m單口徑天線

10.1.34個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天線概念

10.2向星際網路發展

10.3結束語

參考文獻

術語和縮略語