衛(wèi)星通信地面站天線工程測量技術

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　地面站天線技術的新進展　2
1.3.1　地面站天線的優(yōu)化設計　2
1.3.2　多頻段衛(wèi)星地面站天線技術　3
1.3.3　高頻段衛(wèi)星通信地面站天線技術　3
1.3.4　多波束衛(wèi)星通信地面站天線技術　3
1.3.5　VSAT地面站天線技術　3
1.3.6　自適應陣列天線技術　4
1.4　衛(wèi)星通信地面站天線技術的發(fā)展趨勢　4
1.4.1　低旁瓣技術　4
1.4.2　低交叉極化技術　5
1.4.3　擴展帶寬和開拓衛(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　天線噪聲溫度的計算　15
2.4.3　天線噪聲溫度的近似計算　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　地面站天線測量的主要儀器——頻譜儀　21
3.1　頻譜儀的分類　21
3.1.1　實時頻譜分析儀　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　頻譜儀的主要技術指標及其相互關系　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、掃描時間和掃頻速度　26
3.3.6　分辨帶寬、掃描時間和掃頻寬度之間的關系　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　28
3.5.2　HP8566B頻譜儀的主要功能描述　30
第4章　衛(wèi)星源法測量天線的預備知識　35
4.1　地面站天線常用測試場綜述　35
4.2　天線對準衛(wèi)星的方位角、俯仰角及極化角的計算　36
4.2.1　計算公式　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)值計算實例　37
4.3　地面站天線對準衛(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)動速度的測量　44
4.6　衛(wèi)星源法測量天線的電道計算　45
4.6.1　功率傳輸方程　45
4.6.2　測量電道的估算　46
第5章　天線方向圖測量　48
5.1　信標塔法測量天線方向圖　48
5.1.1　測試條件　48
5.1.2　測量原理　50
5.1.3　測量方法和程序　51
5.1.4　Ku頻段0.6m環(huán)焦天線方向圖測量　52
5.2　利用衛(wèi)星信標法測量天線接收方向圖　53
5.2.1　用衛(wèi)星信標法測量天線接收方向圖的原理　53
5.2.2　用衛(wèi)星信標法測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量實例　56
5.3　輔助站法測量地面站天線方向圖　57
5.3.1　發(fā)射方向圖測量　57
5.3.2　接收方向圖測量　58
5.4　天線方向圖測量的數(shù)據(jù)處理方法　60
5.4.1　方向圖電平的測量方法　60
5.4.2　方向圖角度的測量方法　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化測量技術　62
5.5.1　天線方向圖自動化測量的必要性　62
5.5.2　自動化測量系統(tǒng)的組成　63
5.5.3　天線方向圖自動化測量的原理方法　63
5.5.4　自動測量軟件及流程圖　64
5.5.5　方向圖自動化測量的應用舉例　65
5.6　天線方向圖測量誤差分析及修正處理方法　69
5.6.1　有限測試距離對天線方向圖的影響　69
5.6.2　測試系統(tǒng)信噪比對天線旁瓣特性的影響　74
5.6.3　角度測量誤差對方向圖旁瓣特性的影響　78
5.7　天線方向圖測試系統(tǒng)靈敏度和動態(tài)范圍　83
5.7.1　測試系統(tǒng)靈敏度　84
5.7.2　測試系統(tǒng)的動態(tài)范圍　85
5.7.3　提高測試系統(tǒng)靈敏度和動態(tài)范圍的方法　85
第6章　天線增益測量　88
6.1　射電源法測量天線增益　88
6.1.1　用于天線測量的射電源應具備的條件　88
6.1.2　測量天線的常用射電源　89
6.1.3　射電源軌道的計算　90
6.1.4　射電源法測量天線增益　92
6.1.5　射電星法測量天線增益的誤差分析　100
6.2　比較法測量天線增益　102
6.2.1　信標塔法測量天線增益　102
6.2.2　衛(wèi)星源法測量天線增益　105
6.2.3　橢圓極化天線增益測量技術　108
6.2.4　比較法測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　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)與波束寬度的關系　125
6.4.3　利用波束寬度法測量天線增益的原理和方法　126
6.4.4　波束寬度法測量天線增益的誤差分析　128
6.5　衛(wèi)星鏈路計算法測量天線增益　129
6.5.1　地面站天線接收增益測量　129
6.5.2　地面站天線發(fā)射增益測量　130
6.5.3　衛(wèi)星鏈路計算法測量天線增益的工程應用實例　133
第7章　交叉極化隔離度測量　134
7.1　交叉極化方向圖測量　134
7.1.1　交叉極化方向圖測量原理　134
7.1.2　場地法測量交叉極化方向圖的方法程序　135
7.1.3　衛(wèi)星信標法測量天線接收交叉極化方向圖　136
7.1.4　衛(wèi)星源法測量地面站天線發(fā)射交叉極化方向圖　137
7.1.5　交叉極化方向圖測量的工程應用舉例　138
7.2　離軸交叉極化隔離度測量　140
7.2.1　離軸交叉極化隔離度測量原理　140
7.2.2　離軸接收交叉極化隔離度測量的方法程序　141
7.2.3　離軸發(fā)射交叉極化隔離度測量的方法程序　141
7.2.4　偏軸交叉極化隔離度的工程測量實例　142
7.3　交叉極化隔離度測量的不定性分析與結果判斷　144
7.3.1　交叉極化隔離度測量的不定性分析　144
7.3.2　交叉極化隔離度測量結果的判斷方法　145
第8章　G/T值測量　147
8.1　射電天文法測量地面站G/T值　147
8.1.1　射電源的選擇　147
8.1.2　射電源測量G/T值的原理和方法　147
8.1.3　射電源法可測天線最小口徑的確定方法　148
8.2　間接法測量地面站G/T值　148
8.2.1　間接法測量G/T值的原理和方法　148
8.2.2　間接法測量地面站G/T值的工程應用舉例　149
8.3　衛(wèi)星載噪比直接法測量地面站G/T值　150
8.3.1　衛(wèi)星載噪比直接法測量G/T值的特點　150
8.3.2　載噪比直接法測量G/T值的原理　150
8.3.3　各種修正因子的計算　152
8.3.4　載噪比直接法測量G/T值的方法和程序　155
8.3.5　載噪比直接法測量G/T值的誤差分析與估計　156
8.3.6　載噪比直接法測量G/T值的應用實例　157
第9章　天線駐波和端口隔離度的測量　159
9.1　天線電壓駐波比測量　159
9.1.1　天線電壓駐波比測量原理　159
9.1.2　標量網(wǎng)絡分析儀法測量天線電壓駐波比　161
9.1.3　頻譜儀法測量天線電壓駐波比　162
9.2　天線端口隔離度測量　165
9.2.1　端口隔離度測量原理　165
9.2.2　收發(fā)端口隔離度(Rx/Tx)測量　166
9.2.3　同頻端口隔離度測量　168
第10章　天線饋線測量　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　171
10.1.3　橢圓波導　172
10.2　饋線插入損耗測量　174
10.2.1　功率比法測量天線饋線損耗　174
10.2.2　短路駐波法測量波導饋線小衰減　176
10.2.3　波導器件小衰減測量的一種新方法——Y因子法　177
10.3　天線饋線電壓駐波比測量　180
10.3.1　同軸饋線電壓駐波比測量　180
10.3.2　波導饋線電壓駐波比測量　181
第11章　地面站天線輻射災害計算與測量　183
11.1　電磁輻射的環(huán)境安全標準　183
11.2　地面站天線近區(qū)功率密度的精確計算　184
11.2.1　天線近區(qū)場的計算　185
11.2.2　近區(qū)功率密度的計算　186
11.2.3　工程計算實例　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)功率密度的計算　191
11.4　近區(qū)功率密度測量　195
11.4.1　近區(qū)功率密度測量原理　195
11.4.2　近區(qū)功率密度測量的方法程序　196
11.4.3　C頻段13m天線機房內(nèi)外微波輻射災害測量　197
附錄　同步通信衛(wèi)星軌道位置表　199
參考文獻　208