衛(wèi)星通信地面站天線工程測(cè)量技術(shù)

第1章　概述　1
1.1　天線的概念及功用　1
1.2　衛(wèi)星通信地面站天線的發(fā)展　1
1.3　地面站天線技術(shù)的新進(jìn)展　2
1.3.1　地面站天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)　2
1.3.2　多頻段衛(wèi)星地面站天線技術(shù)　3
1.3.3　高頻段衛(wèi)星通信地面站天線技術(shù)　3
1.3.4　多波束衛(wèi)星通信地面站天線技術(shù)　3
1.3.5　VSAT地面站天線技術(shù)　3
1.3.6　自適應(yīng)陣列天線技術(shù)　4
1.4　衛(wèi)星通信地面站天線技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)　4
1.4.1　低旁瓣技術(shù)　4
1.4.2　低交叉極化技術(shù)　5
1.4.3　擴(kuò)展帶寬和開拓衛(wèi)星通信的新頻段　6
第2章　地面站天線基本電參數(shù)　7
2.1　天線增益　7
2.1.1　增益的定義　7
2.1.2　天線的有效口徑面積和增益的計(jì)算公式　8
2.2　天線方向圖和半功率波束寬度　9
2.2.1　天線方向圖　9
2.2.2　半功率波束寬度　10
2.2.3　旁瓣電平　11
2.3　極化　11
2.3.1　極化的基本概念　11
2.3.2　軸比　12
2.3.3　極化效率　13
2.3.4　極化隔離度　13
2.4　天線噪聲溫度　14
2.4.1　天線噪聲溫度的基本概念　14
2.4.2　天線噪聲溫度的計(jì)算　15
2.4.3　天線噪聲溫度的近似計(jì)算　15
2.5　地面站品質(zhì)因數(shù)　16
2.6　天線帶寬　17
2.7　反射系數(shù)、回波損耗和電壓駐波比　18
2.8　端口隔離度　20
第3章　地面站天線測(cè)量的主要儀器——頻譜儀　21
3.1　頻譜儀的分類　21
3.1.1　實(shí)時(shí)頻譜分析儀　21
3.1.2　掃頻頻譜分析儀　22
3.2　超外差式頻譜分析儀的工作原理　22
3.3　頻譜儀的主要技術(shù)指標(biāo)及其相互關(guān)系　24
3.3.1　最大允許輸入電平　24
3.3.2　頻譜儀的工作頻率范圍　25
3.3.3　頻譜儀的頻率分辨率　25
3.3.4　頻譜儀的視頻帶寬　25
3.3.5　掃頻寬度、掃描時(shí)間和掃頻速度　26
3.3.6　分辨帶寬、掃描時(shí)間和掃頻寬度之間的關(guān)系　26
3.3.7　頻譜儀的噪聲系數(shù)和靈敏度　26
3.4　使用頻譜儀應(yīng)注意的問題　27
3.5　常用頻譜儀介紹——HP8566B　28
3.5.1　HP8566B頻譜儀的主要性能指標(biāo)　28
3.5.2　HP8566B頻譜儀的主要功能描述　30
第4章　衛(wèi)星源法測(cè)量天線的預(yù)備知識(shí)　35
4.1　地面站天線常用測(cè)試場(chǎng)綜述　35
4.2　天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的方位角、俯仰角及極化角的計(jì)算　36
4.2.1　計(jì)算公式　36
4.2.2　地面站天線指向和極化角旋向的判定方法　36
4.2.3　數(shù)值計(jì)算實(shí)例　37
4.3　地面站天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的調(diào)試方法　39
4.4　地面站天線極化調(diào)整　41
4.4.1　地面站天線極化調(diào)整原理　42
4.4.2　地面站天線極化調(diào)整程序　42
4.5　地面站天線轉(zhuǎn)動(dòng)速度的測(cè)量　44
4.6　衛(wèi)星源法測(cè)量天線的電道計(jì)算　45
4.6.1　功率傳輸方程　45
4.6.2　測(cè)量電道的估算　46
第5章　天線方向圖測(cè)量　48
5.1　信標(biāo)塔法測(cè)量天線方向圖　48
5.1.1　測(cè)試條件　48
5.1.2　測(cè)量原理　50
5.1.3　測(cè)量方法和程序　51
5.1.4　Ku頻段0.6m環(huán)焦天線方向圖測(cè)量　52
5.2　利用衛(wèi)星信標(biāo)法測(cè)量天線接收方向圖　53
5.2.1　用衛(wèi)星信標(biāo)法測(cè)量天線接收方向圖的原理　53
5.2.2　用衛(wèi)星信標(biāo)法測(cè)量天線接收方向圖的方法程序　55
5.2.3　C頻段5m地面站天線接收方向圖測(cè)量實(shí)例　56
5.3　輔助站法測(cè)量地面站天線方向圖　57
5.3.1　發(fā)射方向圖測(cè)量　57
5.3.2　接收方向圖測(cè)量　58
5.4　天線方向圖測(cè)量的數(shù)據(jù)處理方法　60
5.4.1　方向圖電平的測(cè)量方法　60
5.4.2　方向圖角度的測(cè)量方法　60
5.4.3　方向圖方位角的修正　60
5.4.4　壓縮現(xiàn)象的修正處理方法　61
5.4.5　載噪比的修正處理方法　61
5.5　地面站天線方向圖自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)　62
5.5.1　天線方向圖自動(dòng)化測(cè)量的必要性　62
5.5.2　自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)的組成　63
5.5.3　天線方向圖自動(dòng)化測(cè)量的原理方法　63
5.5.4　自動(dòng)測(cè)量軟件及流程圖　64
5.5.5　方向圖自動(dòng)化測(cè)量的應(yīng)用舉例　65
5.6　天線方向圖測(cè)量誤差分析及修正處理方法　69
5.6.1　有限測(cè)試距離對(duì)天線方向圖的影響　69
5.6.2　測(cè)試系統(tǒng)信噪比對(duì)天線旁瓣特性的影響　74
5.6.3　角度測(cè)量誤差對(duì)方向圖旁瓣特性的影響　78
5.7　天線方向圖測(cè)試系統(tǒng)靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍　83
5.7.1　測(cè)試系統(tǒng)靈敏度　84
5.7.2　測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍　85
5.7.3　提高測(cè)試系統(tǒng)靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的方法　85
第6章　天線增益測(cè)量　88
6.1　射電源法測(cè)量天線增益　88
6.1.1　用于天線測(cè)量的射電源應(yīng)具備的條件　88
6.1.2　測(cè)量天線的常用射電源　89
6.1.3　射電源軌道的計(jì)算　90
6.1.4　射電源法測(cè)量天線增益　92
6.1.5　射電星法測(cè)量天線增益的誤差分析　100
6.2　比較法測(cè)量天線增益　102
6.2.1　信標(biāo)塔法測(cè)量天線增益　102
6.2.2　衛(wèi)星源法測(cè)量天線增益　105
6.2.3　橢圓極化天線增益測(cè)量技術(shù)　108
6.2.4　比較法測(cè)量天線增益的誤差分析及修正處理方法　111
6.3　天線方向圖積分法確定天線增益　119
6.3.1　方向圖積分法確定天線增益的原理　119
6.3.2　方向圖積分區(qū)域的確定方法　121
6.3.3　方向圖積分法確定天線增益的誤差分析與估計(jì)　123
6.4　波束寬度法確定天線增益　124
6.4.1　天線方向性系數(shù)的半功率波束寬度表示法　124
6.4.2　圓口徑天線方向性系數(shù)與波束寬度的關(guān)系　125
6.4.3　利用波束寬度法測(cè)量天線增益的原理和方法　126
6.4.4　波束寬度法測(cè)量天線增益的誤差分析　128
6.5　衛(wèi)星鏈路計(jì)算法測(cè)量天線增益　129
6.5.1　地面站天線接收增益測(cè)量　129
6.5.2　地面站天線發(fā)射增益測(cè)量　130
6.5.3　衛(wèi)星鏈路計(jì)算法測(cè)量天線增益的工程應(yīng)用實(shí)例　133
第7章　交叉極化隔離度測(cè)量　134
7.1　交叉極化方向圖測(cè)量　134
7.1.1　交叉極化方向圖測(cè)量原理　134
7.1.2　場(chǎng)地法測(cè)量交叉極化方向圖的方法程序　135
7.1.3　衛(wèi)星信標(biāo)法測(cè)量天線接收交叉極化方向圖　136
7.1.4　衛(wèi)星源法測(cè)量地面站天線發(fā)射交叉極化方向圖　137
7.1.5　交叉極化方向圖測(cè)量的工程應(yīng)用舉例　138
7.2　離軸交叉極化隔離度測(cè)量　140
7.2.1　離軸交叉極化隔離度測(cè)量原理　140
7.2.2　離軸接收交叉極化隔離度測(cè)量的方法程序　141
7.2.3　離軸發(fā)射交叉極化隔離度測(cè)量的方法程序　141
7.2.4　偏軸交叉極化隔離度的工程測(cè)量實(shí)例　142
7.3　交叉極化隔離度測(cè)量的不定性分析與結(jié)果判斷　144
7.3.1　交叉極化隔離度測(cè)量的不定性分析　144
7.3.2　交叉極化隔離度測(cè)量結(jié)果的判斷方法　145
第8章　G/T值測(cè)量　147
8.1　射電天文法測(cè)量地面站G/T值　147
8.1.1　射電源的選擇　147
8.1.2　射電源測(cè)量G/T值的原理和方法　147
8.1.3　射電源法可測(cè)天線最小口徑的確定方法　148
8.2　間接法測(cè)量地面站G/T值　148
8.2.1　間接法測(cè)量G/T值的原理和方法　148
8.2.2　間接法測(cè)量地面站G/T值的工程應(yīng)用舉例　149
8.3　衛(wèi)星載噪比直接法測(cè)量地面站G/T值　150
8.3.1　衛(wèi)星載噪比直接法測(cè)量G/T值的特點(diǎn)　150
8.3.2　載噪比直接法測(cè)量G/T值的原理　150
8.3.3　各種修正因子的計(jì)算　152
8.3.4　載噪比直接法測(cè)量G/T值的方法和程序　155
8.3.5　載噪比直接法測(cè)量G/T值的誤差分析與估計(jì)　156
8.3.6　載噪比直接法測(cè)量G/T值的應(yīng)用實(shí)例　157
第9章　天線駐波和端口隔離度的測(cè)量　159
9.1　天線電壓駐波比測(cè)量　159
9.1.1　天線電壓駐波比測(cè)量原理　159
9.1.2　標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀法測(cè)量天線電壓駐波比　161
9.1.3　頻譜儀法測(cè)量天線電壓駐波比　162
9.2　天線端口隔離度測(cè)量　165
9.2.1　端口隔離度測(cè)量原理　165
9.2.2　收發(fā)端口隔離度(Rx/Tx)測(cè)量　166
9.2.3　同頻端口隔離度測(cè)量　168
第10章　天線饋線測(cè)量　170
10.1　常用地面站天線饋線介紹　170
10.1.1　同軸傳輸線　170
10.1.2　矩形波導(dǎo)　171
10.1.3　橢圓波導(dǎo)　172
10.2　饋線插入損耗測(cè)量　174
10.2.1　功率比法測(cè)量天線饋線損耗　174
10.2.2　短路駐波法測(cè)量波導(dǎo)饋線小衰減　176
10.2.3　波導(dǎo)器件小衰減測(cè)量的一種新方法——Y因子法　177
10.3　天線饋線電壓駐波比測(cè)量　180
10.3.1　同軸饋線電壓駐波比測(cè)量　180
10.3.2　波導(dǎo)饋線電壓駐波比測(cè)量　181
第11章　地面站天線輻射災(zāi)害計(jì)算與測(cè)量　183
11.1　電磁輻射的環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)　183
11.2　地面站天線近區(qū)功率密度的精確計(jì)算　184
11.2.1　天線近區(qū)場(chǎng)的計(jì)算　185
11.2.2　近區(qū)功率密度的計(jì)算　186
11.2.3　工程計(jì)算實(shí)例　187
11.3　近區(qū)功率密度的估算　190
11.3.1　近區(qū)功率密度的估算　190
11.3.2　軸向近區(qū)功率密度的計(jì)算　191
11.4　近區(qū)功率密度測(cè)量　195
11.4.1　近區(qū)功率密度測(cè)量原理　195
11.4.2　近區(qū)功率密度測(cè)量的方法程序　196
11.4.3　C頻段13m天線機(jī)房內(nèi)外微波輻射災(zāi)害測(cè)量　197
附錄　同步通信衛(wèi)星軌道位置表　199
參考文獻(xiàn)　208