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第1章 多波束抛物环面天线 2

1.1 概述 2

1.2 抛物环面天线的机理 4

1.2.1 抛物环面天线的形成及其特点 4

1.2.2 抛物环面天线的几何特征 5

1.2.3 抛物环面天线的波束方向扫描轨迹 9

1.3 α角的确定 10

1.3.1 卫星相对于地球站的方位角和俯仰角 10

1.3.2 “三卫星”法求解α角 12

1.3.3 最小二乘法求解α角 13

1.3.4 “三卫星”法与最小二乘法的比较 17

1.4 物理光学法计算抛物环面天线的辐射特性 19

1.4.1 抛物环面天线镜面反射波的传播方向 19

1.4.2 抛物环面天线的口面相差 20

1.4.3 馈源辐射场 20

1.4.4 抛物环面天线的镜面反射场 21

1.4.5 抛物环面天线的辐射场 22

1.4.6 各种参数对天线增益的影响 23

1.4.7 抛物环面天线的旁瓣特性和效率 26

1.4.8 交叉极化特性 28

1.5 多波束抛物环面天线的边界角、馈源位置及波束间隔 30

1.5.1 边界角的确定 30

1.5.2 馈源位置的确定 31

1.5.3 最大和最小波束间隔 32

1.6 多波束抛物环面天线的轴系关系 33

1.6.1 多波束生成轴éz与地球极轴ez的关系 33

1.6.2 多波束抛物环面天线生成轴éz与地球站当地垂直轴的关系 33

1.6.3 多波束抛物环面天线的倾斜角 34

1.7 反射面的复用率 34

1.8 抛物环面天线的口面相位的校正技术 36

1.8.1 利用相位校正副面校正抛物环面天线的口面相差 36

1.8.2 用透镜喇叭馈源校正口面相差 39

1.9 抛物环面天线俯仰面跟踪时的增益损失 40

参考文献 42

第2章 双偏置球面天线 45

2.1 概述 45

2.2 球面天线的基本特征 45

2.2.1 球面天线的几何特征 45

2.2.2 球面天线的散焦特性 46

2.2.3 球面天线馈源位置的选择 48

2.2.4 球面天线的多波束特性 49

2.3 双偏置球面天线 50

2.3.1 几何关系 50

2.3.2 副反射面赋形方程 51

2.3.3 主反射面在xoy平面的投影 52

2.3.4 副反射面在xoy平面的投影 53

2.3.5 双偏置球面天线的辐射场 54

2.3.6 双偏置球面天线的设计 62

2.3.7 多波束双偏置球面天线 64

参考文献 64

第3章 相位校正反射面天线双偏置球面天线 64

3.1 概述 67

3.2 三点法设计介质校相反射面技术 67

3.2.1 介质表面方程 68

3.2.2 口面场 69

3.3 改进的三点设计法 72

3.3.1 介质表面方程 72

3.3.2 改进的三点设计法与普通三点设计法的比较 74

3.4 最佳设计方法 77

参考文献 79

第4章 椭圆波束天线 81

4.1 概述 81

4.2 格里高利型双偏置椭圆波束天线 82

4.2.1 对称平面的几何参数的确定 83

4.2.2 主反射面口面方程 83

4.2.3 副反射面 84

4.2.4 △z的求解 86

4.3 环焦型椭圆波束天线 89

4.3.1 环焦型椭圆波束天线的约束条件 90

4.3.2 ？＝0°和？＝90°两平面内的主副面参数 91

4.3.3 过渡函数 93

4.3.4 ？平面的副面参数 93

4.3.5 主面参数的确定 94

4.3.6 环焦型椭圆波束的射线关系 96

参考文献 97

第5章 波束波导型深空探测天线 99

5.1 概述 99

5.1.1 波束波导型深空探测天线简介 99

5.1.2 波束波导特点 100

5.2 波束波导系统的分析 100

5.2.1 波束波导系统的类型 100

5.2.2 对称型波束波导系统的对称转换条件 101

5.3 天线及馈源的技术分析 102

5.3.1 主、副反射镜几何及物理参数的确定 102

5.3.2 卡塞格伦天线的赋形 104

5.3.3 副反射面降低噪声的技术措施 106

5.4 抛物面／抛物面型波束波导系统的分析 111

5.4.1 基本参数 111

5.4.2 参数选择 112

5.4.3 抛物面／抛物面型波束波导系统的优点 113

5.4.4 平板反射镜 113

5.5 双凹形椭球面／双曲面型波束波导系统 114

5.5.1 几何关系 115

5.5.2 主要几何尺寸的确定 117

5.5.3 双凹形椭球面／双曲面型波束波导系统的优缺点 119

5.6 凸凹形双曲面／椭球面型波束波导系统 119

5.7 物理光学计算镜面辐射场 120

5.7.1 几何关系 122

5.7.2 表面积分的近似处理 123

5.8 高斯模理论分析波束波导 126

5.8.1 高斯模的电磁场表达式 126

5.8.2 高斯模的正交性 128

5.8.3 几种常用高斯模 129

5.8.4 常用模的单位矢量表示式 131

5.8.5 用高斯模表示馈源喇叭的场 133

5.8.6 用高斯模分析曲面反射镜的反射 136

5.8.7 关于截获效率 143

5.8.8 反射镜高斯模参数的求解 148

参考文献 158

第6章 差模的应用技术 161

6.1 概述 161

6.2 利用多模馈源实现角分集的天线 161

6.2.1 角分集的差模 162

6.2.2 方喇叭差模分集技术 164

6.2.3 利用圆喇叭的TM01模进行分集 169

6.2.4 角分集特性的粗略估算 171

6.3 利用同轴波导的TEM模进行单脉冲自跟踪 173

6.3.1 用于单脉冲跟踪的机理 173

6.3.2 和差信号的分离 174

6.4 利用圆波导的TE21模或波纹喇叭HE21模改善偏置抛物面的交叉极化特性 175

6.4.1 偏置抛物面焦平面内的场 175

6.4.2 TE21模或HE21模用来降低偏置抛物面交叉极化的原理 175

6.4.3 TE21模的激励方法 178

参考文献 179

第7章 多频共用天线技术 182

7.1 概述 182

7.2 扼流槽型圆波导双频共用馈源 182

7.2.1 基本原理 182

7.2.2 主要技术因素 182

7.3 低频段为扼流槽式、高频段为多模式的双频共用馈源 183

7.3.1 基本原理 183

7.3.2 主要技术因素 183

7.4 双频共用同轴型馈源 185

7.4.1 基本原理 185

7.4.2 主要技术因素 185

7.5 中心加载介质棒的喇叭 186

7.5.1 基本原理 186

7.5.2 主要技术因素 186

7.6 双槽深波纹喇叭 187

7.6.1 基本原理 187

7.6.2 主要技术因素 188

7.7 环加载波纹馈源 189

7.7.1 基本原理 189

7.7.2 主要技术因素 190

7.8 拼阵型多频共用天线 191

7.8.1 单元拼阵的技术因素 192

7.8.2 关于各频区照射电平的控制 194

7.8.3 频比的配置问题 195

7.9 频率选择表面多频共用天线技术 195

参考文献 196