星间链路天线跟踪指向系统 9787313093448 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黎孝纯 著

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• 天线技术
• 跟踪系统
• 指向系统
• 星间链路
• 通信工程
• 无线通信
• 电子工程
• 控制工程
• 导航定位
• 雷达技术

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出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313093448

商品编码：29756279931

包装：平装

出版时间：2013-03-01

图书基本信息
图书名称	星间链路天线跟踪指向系统	作者	黎孝纯
定价	98.00元	出版社	上海交通大学出版社
ISBN	9787313093448	出版日期	2013-03-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.622Kg

内容简介

《星间链路天线跟踪指向系统》是空间电子信息科学与技术系列之一。全书阐述中继星星间链路天线跟踪指向系统的设计理论与方法，重点讲述星载Ka频段角跟踪系统的设计这一技术难题。 在分析研究星地大回路跟踪指向系统的同时，论述星上自主闭环跟踪指向系统的工程设计理论与方法。全书共16章，分为三个部分。部分～3章论述中继星星间链路天线跟踪指向系统组成、工作原理和技术性能；第二部分第4～8章论述分机(天线、结构与机构、跟踪接收机、控制处理器和驱动电路)的设计理论与方法；第三部分第9～16章分别介绍系统设计中几个技术难题的解决途径，如宽带数据传输信号的角跟踪理论，包括卫星姿态控制和天线指向控制的动力学数学模型及仿真分析，天线跟踪指向控制的解耦设计和鲁棒稳定性设计分析，角跟踪系统的在轨相位校准方法，星载角跟踪系统程控跟踪指向算法，星载角跟踪系统的扫描捕获方法，中继星天线星地大回路跟踪指向系统的性能等。 《星间链路天线跟踪指向系统》内容丰富，系统性和可读性较强，具有较高的实际应用价值。本书可作为高等院校跟踪测控工程、通信工程、自动控制工程、机械工程等专业本科生和研究生的教材或教学参考书，也可供相关专业的科研、工程技术人员参考。 style='float: right;'>显示部分信息

作者简介

目录

章 中继星星间链路天线指向系统概述．第2章 中继星天线指向系统设计第3章 用户星天线跟踪指向系统设计第4章 中继星Ka／S天线第5章 用户星天线电气设计第6章 结构与机构设计第7章 角跟踪接收机第8章 天线控制器设计第9章 对宽带数据传输信号的角跟踪理论0章 大型天线指向控制运动与星体姿态运动的动力耦合分析第ll章 中继星大型天线指向控制设计分析2章 星间链路角跟踪系统校相技术3章 中继星天线程控指向用户星的方位角和俯仰角计算4章 用户终端Ka／s天线程控指向算法5章 星间链路天线扫描捕获方法6章 中继星单址天线星地大回路指向控制系统分析与仿真参考文献

编辑推荐

文摘

序言

星际通信的脉络：天线跟踪与指向的奥秘 在浩瀚无垠的宇宙深处，人类的目光从未停止对远方的探索。从近地轨道上的通信卫星，到飞跃太阳系的行星探测器，再到遥远星系的望远镜观测，每一次信息的回响，都离不开一个至关重要的环节——天线。而要确保这些远在天边的“耳朵”能够准确地接收和传递信号，其背后则是一套复杂而精密的“星间链路天线跟踪指向系统”。本书正是旨在揭开这套系统的神秘面纱，深入剖析其工作原理、技术挑战与未来发展。 一、 宇宙通信的挑战与天线的作用 宇宙空间并非真空，而是充满了各种挑战。信号在长距离传播过程中会经历衰减、干扰，甚至可能被宇宙射线、太阳风等因素影响。为了克服这些困难，高效、精准的天线成为星际通信的基石。天线的功能在于将电磁波能量定向辐射出去，或者将接收到的微弱信号聚焦并转化为可用的电信号。在星际通信中，天线的增益（即定向辐射和接收信号的能力）至关重要。增益越高，信号越强，通信速率也就越快，所能达到的通信距离也越远。 然而，天线并非静止不动。宇宙中的目标——无论是卫星、飞船还是遥远的恒星——都在不断运动。地球自转、卫星绕地轨道、行星公转、探测器在深空中的轨迹变化，这一切都使得天线必须时刻保持对目标的精确指向。稍有偏差，微弱的信号就可能失之交臂，导致通信中断。因此，一套能够实时、准确地跟踪目标并指向的系统，是星际通信不可或缺的组成部分。 二、 跟踪指向系统的核心构成 星间链路天线跟踪指向系统并非单一的技术，而是一个集成了多种先进技术的复杂体系。其核心构成主要包括以下几个关键部分： 目标跟踪单元（Target Tracking Unit）：这是系统的“眼睛”。它负责实时感知目标的运动状态，并将其转化为精确的指向指令。目标跟踪的方法多种多样，根据应用场景和精度要求，可以采用以下几种： 光学跟踪：利用可见光或红外传感器，直接捕捉目标的光学特征，通过图像处理和模式识别技术确定目标的位置和运动轨迹。这种方法在近距离、目标可见度较高时效果显著。 雷达跟踪：通过发射和接收雷达信号，测量目标的距离、方位角和俯仰角。雷达不受光照条件限制，能够全天候工作，并且可以测量目标的距离信息，是远距离跟踪的重要手段。 信号捕获与跟踪（SCT）：直接捕获目标发出的通信信号，通过对信号的频率、幅度、相位等信息的分析，推断出目标的相对位置和运动信息。这种方法在通信链路建立后尤为有效，可以实现高精度的跟踪。 天文导航与惯性导航：对于深空探测器，可能需要结合天文观测（如对已知恒星位置的测量）和惯性导航系统（通过陀螺仪和加速度计测量运动状态）来辅助确定自身位置和姿态，进而推算出目标相对于自身的指向。 指向控制单元（Pointing Control Unit）：这是系统的“大脑”。它接收来自目标跟踪单元的指令，并将其转化为驱动天线伺服系统的命令。指向控制单元需要进行复杂的算法计算，以补偿目标的运动、地球的自转、气流扰动等各种影响因素，确保天线能够平稳、精确地指向目标。 天线伺服系统（Antenna Servo System）：这是系统的“肢体”。它负责将指向控制单元发出的指令转化为实际的机械运动。伺服系统通常由电机、减速器、传感器（如编码器）等组成，能够实现高精度、高响应速度的角度调整。根据天线的大小和对精度的要求，伺服系统可以采用不同的结构，如俯仰轴、方位轴的单轴或双轴驱动，甚至更为复杂的万向节或多自由度结构。 导航与定位单元（Navigation and Positioning Unit）：这个单元为整个跟踪指向系统提供全局的导航和定位信息。它可能包括GPS接收器（用于近地轨道）、星敏感器、惯性测量单元（IMU）、甚或依赖地面测控网络的定位信息。这些信息对于确定自身在宇宙中的位置和姿态至关重要，是精确指向的基础。 通信与数据处理单元（Communication and Data Processing Unit）：这个单元负责接收和发送各种跟踪、指向相关的指令和数据。它需要处理来自各种传感器的数据，执行复杂的算法，并将结果传递给指向控制单元。同时，它也负责与其他系统（如任务控制中心、其他航天器）进行通信，协调工作。 三、 关键技术与挑战 实现精确高效的星间链路天线跟踪指向系统，面临着诸多技术挑战： 高精度跟踪：随着通信距离的增加，目标相对于观测者的角分辨率急剧下降。例如，在几十万公里甚至数百万公里外，一个直径几米的卫星在望远镜中可能只占据几个像素。这就要求跟踪系统具有极高的灵敏度和分辨率，能够捕捉到微小的角度变化。 快速响应与动态补偿：目标的运动速度可能非常快，尤其是在轨道运行的卫星或进行变轨操作的飞船。系统需要具备极快的响应速度，能够实时补偿目标的运动，防止因延迟而导致指向失准。同时，还需要考虑地球自转、大气湍流（对于地面站）、以及航天器自身的振动等动态因素的影响。 低信噪比下的信号捕获：在深空通信中，信号强度可能非常微弱，信噪比极低。信号捕获与跟踪单元需要能够从噪声中准确地提取目标信号，并稳定地锁定目标。这涉及到先进的信号处理算法，如低噪声放大器、数字信号处理（DSP）、以及高级的锁相环技术。 自主性与鲁棒性：对于远离地球的深空探测器，实时地面控制是不可行的。因此，跟踪指向系统需要具备高度的自主性，能够在没有实时指令的情况下独立完成跟踪和指向任务。同时，系统必须具有高度的鲁棒性，能够容忍一定程度的传感器误差、执行机构故障，甚至恶劣的宇宙环境，而不至于完全失效。 多目标跟踪与协同：在未来，可能会有多个航天器需要进行协同通信或任务。这时，跟踪指向系统就需要具备多目标跟踪的能力，并能够根据任务需求，智能地分配资源，协同指向。 地面站与天基系统协同：地面测控站作为重要的通信节点，其天线也需要精确指向天上的目标。如何实现地面站天线与天基天线之间的精确同步和协同指向，是星间链路系统的重要组成部分。 四、 未来发展趋势 随着科技的不断进步，星间链路天线跟踪指向系统也在朝着更智能化、更精确、更高效的方向发展： 人工智能与机器学习的应用：利用AI和机器学习技术，可以优化目标识别、运动预测算法，提高跟踪的鲁棒性和精度。AI还可以用于故障诊断和自适应控制，增强系统的自主性。 新型传感器技术：高分辨率光学传感器、更灵敏的雷达系统、以及新型的导航传感器，都将为跟踪指向系统提供更丰富、更精确的测量数据。 微波光子学与激光通信：未来星间链路可能更多地依赖激光通信，而激光通信对指向的精度要求极高。这就需要发展更先进的、能够实现亚角秒级甚至更高精度的指向系统。 分布式协同跟踪：未来可能利用多个航天器或地面站的资源，形成分布式跟踪网络，通过协同计算，实现对目标的更精确、更鲁棒的跟踪。 增强的导航与定位能力：结合更先进的自主导航技术，如光学导航、脉冲星导航等，将进一步提升航天器在深空中的定位精度，从而为天线指向提供更坚实的基础。 五、 结论 星间链路天线跟踪指向系统，是连接地球与遥远宇宙的无形纽带。它承载着人类探索未知、获取信息、实现协作的梦想。本书的深入探讨，旨在为读者勾勒出这套精密系统的全貌，理解其复杂性与重要性，并展望其在未来星际探索征程中的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这套书的阅读体验简直是一场思维的冒险，作者的叙事功底深厚得令人惊叹。开篇的几章，仿佛将我瞬间拽入了一个充满未知与张力的世界，那种宏大叙事下的细腻情感描摹，让人很难将视线从文字上移开。我尤其欣赏作者对于环境和氛围的营造，每一个场景都仿佛有生命力，气味、温度、光影，都清晰可感。读到一半时，情节的高潮迭起，几次差点让我忘记了呼吸，那种紧张感被处理得恰到好处，既不过分夸张，又不失震撼力。这本书的结构设计也非常巧妙，看似松散的线索，实则在后半部分收束得极为紧密，每一个细节都得到了呼应，体现了作者对整体布局的深思熟虑。最让我印象深刻的是，它不仅仅讲述了一个故事，更像是在探讨一些深刻的人性议题，关于选择、牺牲与救赎，让人在合上书本后，仍久久不能平静，甚至会引发对自身生活的一些反思。这绝对是一本值得反复品读，且每次都能发现新层次的佳作。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我对这类题材的书籍通常持谨慎态度，因为很多时候它们会陷入某种概念的堆砌而失掉了人情味。然而，这本书的独特之处在于，它成功地将那些宏大、抽象的概念，通过非常个人化和情感化的视角展现了出来。书中的情感线索处理得极其细腻和克制，没有滥用煽情的手法，但那些点到为止的表达，往往比直白的倾诉更具穿透力。我被其中两位主要人物之间那种微妙的、难以言喻的联系深深打动，他们的每一次眼神交流，每一次犹豫不决，都蕴含着千言万语。这本书的“人性深度”远远超出了我的预期，它没有回避现实的残酷，但依然在字里行间传递出一种坚韧不拔的希望。阅读它，就像是经历了一次情感的洗礼。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的语言风格感到非常新奇，它不像某些严肃文学那样刻意雕琢，反而有一种浑然天成的韵律感。作者似乎找到了一个绝佳的平衡点，既能用精准的词汇描绘复杂的内心活动，又不至于让叙述显得晦涩难懂。很多段落的句子结构富于变化，长短句交错，读起来节奏感极强，如同欣赏一场精心编排的音乐会。我特别喜欢那些充满哲思的独白，它们没有说教的意味，而是以一种非常自然的方式融入到人物的思考之中，像一块块散落的宝石，闪烁着智慧的光芒。全书读下来，最大的感受是“流畅”，没有任何拗口的地方，作者对中文表达的驾驭能力可见一斑。即便是一些描绘复杂技术或理论的部分（如果书中涉及的话），也被处理得极其优雅，没有那种生硬的插入感，反而像是故事自然演化出来的必要组成部分。这是一部在文笔上达到了极高水准的作品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体格局和世界观构建令人叹为观止，显示出作者非凡的想象力和缜密的逻辑思维。它所构建的那个世界，细节之丰富，规则之严谨，让人不得不佩服作者构建体系的功力。我能感受到，作者在动笔之前一定做了大量的资料搜集和理论推演，使得整个故事的逻辑链条非常牢固，几乎找不到可以指摘的漏洞。更难得的是，这种宏大的背景设定并没有压倒故事本身，而是完美地成为了人物命运的注脚。作者巧妙地将个体的挣扎和选择，置于这个庞大而冷峻的背景之下，从而凸显了生命的价值与抗争的意义。读完后，我甚至有点意犹未尽，希望能看到这个世界的更多篇章。这不仅仅是一本书，更像是一个完整、自洽的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的情节推进速度掌握得相当老道，绝非那种平铺直叙的流水账。它采取了一种‘螺旋式上升’的叙事策略，时不时地抛出一个小小的悬念，吊足读者的胃口，然后在你以为一切都已明朗时，又猛地插入一个转折，让你措手不及。我非常喜欢这种节奏感，它让阅读过程充满了探索的乐趣。书中的角色塑造也极其立体，没有绝对的好人或坏蛋，每个人都有其复杂性和多面性，他们的动机和行为逻辑都经得起推敲，这使得故事的冲突更具张力和真实感。读到高潮部分时，我甚至能感受到作者在文字背后那种近乎急促的呼吸感，仿佛我们正一同奔跑在故事的终点线上。这种沉浸式的阅读体验，是很多同类作品难以企及的。