星地电波传播 第2版PDF电子书下载

第1章 地空无线通信 1

1.1 引言 1

1.2 人造地球卫星 3

1.2.1 轨道选择 4

1.2.2 天线选择 10

1.2.3 频率选择 16

1.2.4 极化选择 17

1.2.5 跟踪选择 20

1.2.6 业务选择 23

1.3 大气 23

1.3.1 大气分层 23

1.3.2 天气模式 26

1.3.3 降雨特性 31

1.3.4 降水（水凝物沉降粒子）类型 38

1.3.5 雨滴特性与分布 39

1.3.6 大气潮汐 50

1.4 系统规划 54

1.4.1 地面站协调 54

1.4.2 站点屏蔽 59

1.4.3 链路预算 63

参考文献 69

第2章 电离层效应 78

2.1 引言 78

2.2 基本公式 83

2.2.1 临界频率 83

2.2.2 电子总含量 86

2.2.3 法拉第旋转 86

2.2.4 群时延 88

2.2.5 相位超前 90

2.2.6 多普勒频率 90

2.2.7 色散 91

2.3 电离层闪烁 91

2.3.1 菲涅尔区 92

2.3.2 吉赫兹电离层闪烁观测 93

2.3.3 闪烁指数 93

2.3.4 功率谱 105

2.4 电离层闪烁特性 107

2.5 吉赫兹电离层理论与预测模型 109

2.5.1 背景及早期预测模型 109

2.5.2 通用的模拟程序 112

2.6 系统影响 113

2.6.1 幅度效应 114

2.6.2 相位效应 118

2.6.3 系统效应 121

参考文献 123

第3章 晴空大气的影响 130

3.1 引言 130

3.2 折射效应 131

3.2.1 大气折射指数 131

3.2.2 折射率随高度的变化 133

3.2.3 射线弯曲 136

3.2.4 散焦 141

3.2.5 到达角和多径效应 142

3.2.6 天线增益降低 144

3.2.7 相位超前 146

3.3 反射效应 148

3.3.1 光滑表面的反射 148

3.3.2 粗糙表面的反射 151

3.4 吸收效应 153

3.4.1 氧气和水蒸气的谐振线 155

3.4.2 气体吸收 156

3.4.3 雾衰减 164

3.4.4 云衰减 167

3.4.5 路径积分含水量 172

3.5 对流层闪烁效应 177

3.5.1 漂移测量 178

3.5.2 高纬度测量 179

3.5.3 谱分析 181

3.5.4 对流层“湿”闪烁和“干”闪烁 182

3.5.5 海上移动通信 184

3.5.6 对流层闪烁的特征 187

3.6 晴空大气效应的理论和预测模型 189

3.6.1 对流层闪烁的早期理论概述 191

3.6.2 决定对流层闪烁引起的有效幅度损耗的预测模型 193

3.6.3 低仰角衰落 195

3.6.4 低仰角衰落预测模型 196

3.7 系统影响 198

3.7.1 相位效应 198

3.7.2 幅度效应 199

3.7.3 系统效应 203

参考文献 204

第4章 衰减效应 215

4.1 引言 215

4.1.1 散射和吸收 219

4.1.2 指数（幂）定律关系 221

4.1.3 多重散射的影响 228

4.1.4 天空噪声温度 229

4.2 测量技术 230

4.2.1 降雨量测量 230

4.2.2 微波辐射计测量 235

4.2.3 卫星信标测量 245

4.2.4 雷达测量 251

4.3 实验结果 260

4.3.1 辐射计实验 260

4.3.2 雷达实验 261

4.3.3 卫星信标实验 262

4.4 路径衰减的时空变化 264

4.4.1 累积统计 264

4.4.2 最坏月份 273

4.4.3 短期变化特征 277

4.4.4 站点之间的变化 283

4.5 衰减数据的相关 294

4.5.1 长期缩放比例 295

4.5.2 短期频率换算 298

4.5.3 试验技术之间的相关性 301

4.5.4 差分效应 304

4.6 雨衰预测模型 306

4.6.1 单站预测模型 306

4.6.2 有效雨顶高度 310

4.6.3 非GSO路径的长期统计计算 315

4.6.4 联合效应模型 316

4.6.5 一个以上路径损伤的ITU-R联合效应模型 317

4.6.6 站址分集预测模型 319

4.7 系统的影响 321

4.7.1 上行链路衰落余量 324

4.7.2 下行链路恶化 324

4.7.3 服务质量 326

参考文献 327

第5章 去极化效应 348

5.1 引言 348

5.2 水汽凝结体去极化的基本原理 350

5.2.1 媒质的各向异性：差分效应 350

5.2.2 极化倾角和雨滴倾角 355

5.2.3 交叉极化鉴别度和交叉极化隔离度 359

5.3 测量方法 360

5.3.1 基础理论 360

5.3.2 直接测量 361

5.3.3 间接测量法 369

5.4 实验结果 370

5.4.1 认识问题 370

5.4.2 早期的倾斜路径结果 372

5.4.3 传播路径去极化效应的时空变化 376

5.4.4 最坏月 384

5.4.5 短期特征 385

5.4.6 站点之间的变化 389

5.5 XPD数据相关性 392

5.5.1 长期频率缩放比例 392

5.5.2 短期频率缩放比例 394

5.5.3 衰减与去极化之间的相关性 398

5.6 去极化预测模型 401

5.6.1 降雨去极化模型 402

5.6.2 冰晶去极化模型 403

5.6.3 通用的ITU-R去极化模型 403

5.6.4 水汽凝结体引起的XPD统计特性的长期频率和极化缩放比例 405

5.6.5 衰减和XPD的联合预测模型 406

5.7 系统影响 408

5.7.1 共信道干扰 408

5.7.2 闪烁／去极化影响 410

参考文献 413

第6章 移动卫星业务传播效应 421

6.1 引言 421

6.2 传播参数范围 423

6.3 卫星移动通信业务 424

6.3.1 海事移动卫星业务 424

6.3.2 航空移动卫星业务 424

6.3.3 陆地移动卫星业务 425

6.4 损伤来源 425

6.5 移动卫星业务的传播效应与预测模型 428

6.5.1 海事移动通信 428

6.5.2 航空移动通信 448

6.5.3 陆地移动通信 454

6.6 植被引起的衰落 471

参考文献 472

第7章 光通信传播效应 478

7.1 引言 478

7.2 光链路特性及其与微波波段的区别 480

7.2.1 相干性方面 480

7.2.2 菲涅尔区 485

7.2.3 孔径平均效应 487

7.2.4 散射方面 489

7.2.5 空-地及地-空不对称性方面 493

7.2.6 天线跟踪 494

7.2.7 衍射极限光学 498

7.3 光波段的大气吸收 500

7.4 天气模型 501

7.4.1 折射效应与波束弯曲 502

7.4.2 等晕角 503

7.4.3 大气湍流的暂态效应 505

7.5 光传播路径预测方法 506

7.5.1 吸收损耗 506

7.5.2 散射损耗 506

7.5.3 振幅闪烁 507

7.5.4 到达角与波束漂移 508

7.6 其他粒子的效应 508

7.6.1 大气粒子的范围 508

7.6.2 沙尘效应 510

参考文献 518

第8章 信号传播损伤的恢复技术 522

8.1 概述 522

8.2 电离层传播效应 523

8.2.1 克服电离层幅度闪烁的影响 524

8.2.2 法拉第旋转效应的改善 528

8.3 对流层闪烁效应 530

8.3.1 对流层的闪烁：改善湍流折射效应 530

8.3.2 低仰角衰落：改善大气多径效应 531

8.3.3 大气潮汐的影响：改善大气损耗的变化 531

8.3.4 气象地图 532

8.4 海事多径效应 536

8.4.1 频率分集 537

8.4.2 高度／空间分集 537

8.4.3 极化赋形天线 537

8.4.4 波束赋形天线 538

8.5 雨衰效应 539

8.5.1 克服信号衰落的固定资源分配方法 543

8.5.2 动态资源分配消除信号衰落 546

8.5.3 检测信号损伤 570

8.5.4 联合信号恢复（抗衰落）技术 571

8.6 去极化效应 571

8.6.1 低于10GHz的技术 571

8.6.2 高于10GHz的技术 575

8.7 干扰 576

8.7.1 一般表现形式 576

8.7.2 旁瓣干扰 577

8.7.3 主瓣（主波束）干扰 579

8.8 自动分析方法 583

参考文献 584

附录A 空间电波传输术语定义 596

附录B 常用公式 607

B2.1 本书中出现或引用的公式 607

B2.2 GEO卫星相对地面站的方位角和俯仰角计算 619

B2.3 一些有用的常数 620

参考文献 620

附录C 术语和缩略词 621

附录D ITU-R传输相关的建议书 638