Spaceborne Antennas for Planetary Exploration pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Imbriale, Dr William A. 编

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:2006-6

价格:810.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780470051504

丛书系列:

图书标签:

Spaceborne Antennas
Planetary Exploration
Antenna Design
Wireless Communication
Spacecraft Communication
Remote Sensing
Deep Space Communication
Electromagnetics
Satellite Communication
Radio Science

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具体描述

JPL spacecraft antennas-from the first Explorer satellite in 1958 to current R & D

Spaceborne Antennas for Planetary Exploration covers the development of Jet Propulsion Laboratory (JPL) spacecraft antennas, beginning with the first Explorer satellite in 1958 through current research and development activities aimed at future missions. Readers follow the evolution of all the new designs and technological innovations that were developed to meet the growing demands of deep space exploration.

The book focuses on the radio frequency design and performance of antennas, but covers environmental and mechanical considerations as well. There is additionally a thorough treatment of all the analytical and measurement techniques used in design and performance assessment. Each chapter is written by one or more leading experts in the field of antenna technology.

The presentation of the history and technology of spaceborne antennas is aided by several features:

* Photographs and drawings of JPL spacecraft

* Illustrations to help readers visualize concepts and designs

* Tables highlighting and comparing the performance of the antennas

* Bibliographies at the end of each chapter leading to a variety of primary and secondary source material

This book complements Large Antennas of the Deep Space Network (Wiley 2002), which surveys the ground antennas covered in support of spacecraft. Together, these two books completely cover all JPL antenna technology, in keeping with the JPL Deep Space Communications and Navigation Series mission to capture and present the many innovations in deep space telecommunications over the past decades.

This book is a fascinating and informative read for all individuals working in or interested in deep space telecommunications.

深空信号的低语：新一代行星际通信系统设计与优化本书系统性地探讨了未来行星际任务中，尤其是涉及深空探测器与地外天体前哨站之间复杂通信链路所面临的工程挑战与前沿解决方案。我们聚焦于如何突破现有通信带宽的物理限制，实现高可靠、低延迟的数据回传与指令下达。第一章：行星际通信环境的复杂性与挑战本章首先对行星际空间特有的信号传播特性进行了深入分析。包括太阳活动对无线电波的影响，如太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）对信号的衰减和闪烁效应。我们详细建模了不同行星际距离下，电磁波路径中的等离子体密度波动如何导致多路径干扰和相位噪声，这对依赖高精度同步的深空测距与定位系统构成了严峻考验。此外，我们剖析了深度覆盖任务（如柯伊伯带天体探测或系外行星前哨站）中的信号衰减模型。基于发射功率、天线增益和接收机灵敏度的传统“链路预算”分析被扩展到包含更复杂的量子噪声和背景辐射模型。讨论了如何通过提高接收机的绝对零度附近的低温性能和引入先进的噪声抑制算法，来挽救那些理论上已达极限的微弱信号。第二章：高速数据编码与调制策略的革新面对海量科学数据回传的需求，本章深入研究了超越传统香农极限的信道编码技术。重点介绍了低密度奇偶校验码（LDPC）在深空应用中的最新改进版本，以及如何针对非高斯噪声环境（如脉冲噪声或持续性干扰）定制高效的译码算法。在调制方面，我们不再局限于传统的相位键控（PSK）或正交幅度调制（QAM）。本章详细阐述了广义多进制调制（GMFSK）在抗辐射环境下的鲁棒性优势，以及极化调制（Polar Coding）在实现接近理论极限的编码增益方面的潜力。我们通过仿真对比了这些先进方案在不同信噪比（SNR）条件下的误码率（BER）性能，并为特定任务场景（如火星与地球之间的实时视频流回传）推荐了最优的调制组合。第三章：抗干扰与网络化通信架构随着探测器群组和星际信标网络的日益复杂，抗干扰和网络路由成为核心议题。本章首先处理了主动抗干扰（Anti-Jamming, AJ）技术。我们探讨了频率捷变（Frequency Hopping）与扩频技术在深空中的局限性，并转向研究波束成形与空域滤波的结合应用。重点讨论了如何利用大型分布式天线阵列（如未来月球或火星基地的地面站网络）的相控阵原理，实现对特定方向干扰源的精确抑制。其次，本章构建了一个行星际自组织网络（IPN）的层次化模型。这包括跨行星的中继节点路由协议和数据存储管理策略。我们详细分析了面向延迟和中断的网络协议（DTN）在管理行星合相期间通信中断方面的应用，并提出了基于软件定义网络（SDN）思想的动态频谱分配和资源管理框架，以优化多任务探测器之间的数据共享效率。第四章：高增益收发系统的物理实现与测试本章回归到硬件层面，关注实现超高增益和高指向性天线系统的关键技术。我们详尽剖析了可展开反射面天线（Deployable Reflectors）的设计难点，包括记忆合金的应用、轻量化复合材料的选择，以及在零重力环境下实现高精度展开和姿态保持的技术。对于深空中的高频段应用（如Ka波段和未来太赫兹通信），本章探讨了固态高功率放大器（SSPA）的退化模型和散热机制。特别地，我们分析了微波光子链路（Photonic Links）作为未来超高带宽深空通信备选方案的优势，包括其固有的抗电磁干扰能力和更低的噪声系数，并讨论了如何将其集成到现有射频系统中。第五章：自主导航与精确测距在没有地面站实时干预的情况下，深空探测器需要具备高精度的自主定位和测距能力。本章详细介绍了双向测距与程控（Ranging and Telemetry）系统的增强方法。我们引入了基于超宽带（UWB）脉冲的精确时间同步技术，用以抵消因探测器自身时钟漂移和链路延迟造成的影响。此外，本书还涵盖了双向多普勒测量在精确轨道确定中的高级应用。我们展示了如何利用深度学习模型对历史观测数据进行后处理，以补偿由于太阳风湍流引起的微小频率偏移，从而将轨道精度提高到厘米级，这对于近距离、高精度的行星际会合任务至关重要。结论：展望面向星际的通信基础设施本书最后总结了当前技术所处的阶段，并展望了实现真正“星际互联网”所需的颠覆性技术突破，例如量子密钥分发在深空安全通信中的应用，以及使用激光推进作为辅助通信链路的可能性。本书为行星科学、航天工程、通信技术等领域的专业人士提供了一份全面而深入的参考指南。