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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