深空网的天线组阵技术

　　我们在本书中对这一技术的发展进行了描述，包括某些历史背景，对几种组阵方法的分析，这些方法及其组合的对比，用于获得合成加权值的几种相关处理技术的讨论，几项组阵试验的结果和对未来研究的一些建议。这些内容摘自许多在JPL参与组阵技术和能力开发工作的同事们的著作。我们对在DSN天线组阵中扮演重要角色的诸多的科学家、工程师、测试和操作人员深表感谢。最后我们感谢NASA及其深空网，特别是伽利略工程在开发这一令人兴奋的能力中所起的重要作用。本书主要介绍了美国深空网采用的天线组阵技术的概念、原理、特点和信号处理方法，以及该技术的未来发展方向。全书共分为10章，每章后面都列出了丰富的参考文献，为读者进一步学习和研究提供方便。本书适合深空测控通信系统及其相关领域的设计和研究人员阅读参考。[前言]本书介绍深空网（DSN）中天线组阵技术的发展和应用，为那些希望了解这一已经研究成功并已实现的技术的人员提供入门指导。书中并没有对组阵这一主题进行全面的讨论，只包括DSN已经使用的那些相关部分。虽然基带组阵、符号合成和载波组阵技术在DSN历史中相当早的时候就进行过研究和开发，但直到进入木星范围的伽利略探测器上的主天线发生故障，天线组阵才显示出其重要作用。为了应对这一危机，对全频谱组阵和复符号合成两种方法进行了分析。虽然这两种方法都得到了进一步开发，但最终采用了全频谱组阵来支持伽利略数据重放。这一努力非常成功，后续的全频谱组阵提供了比伽利略任务更高的数据率，可以同时利用戈尔德斯顿综合设施内多达6个天线进行组阵。除了给70m天线提供备份外，该全频谱处理阵（FSPA）可以使未来的深空任务在不同的时间使用数量不同的天线，从而使资源的利用最优化。这种能力在DSN其他的综合设施内也已经实现。我们在本书中对这一技术的发展进行了描述，包括某些历史背景，对几种组阵方法的分析，这些方法及其组合的对比，用于获得合成加权值的几种相关处理技术的讨论，几项组阵试验的结果和对未来研究的一些建议。这些内容摘自许多在JPL参与组阵技术和能力开发工作的同事们的著作。我们对在DSN天线组阵中扮演重要角色的诸多的科学家、工程师、测试和操作人员深表感谢。最后我们感谢NASA及其深空网，特别是伽利略工程在开发这一令人兴奋的能力中所起的重要作用。

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第1章 概述1
1.1 组阵的优点
参考文献
第2章 深空网组阵的背景
2.1 早期的发展
2.2 发展现状
2.3 现有能力的预期应用
参考文献
第3章 组阵的概念
3.1 作为干涉仪的阵列
3.2 可检测性
3.3 天线和阵的增益限制
3.4 系统温度
3.5 可靠性和可用度
参考文献
第4章 组阵技术概述
4.1 全频谱合成(FSC)
4.2 复符号合成(CSC)
4.3 符号流合成(SSC)
4.4 基带合成(BC)
4.5 载波组阵(CA)
参考文献
第5章 单台接收机的性能
5.1 基本公式
5.2 恶化和损失
参考文献
第六章 组阵技术
6.1 全频谱合成（FSC）
6.2 复符号合成（CSC）
6.3 符号流合成（SSC）
6.4 基带合成（BC）
6.5 载波组阵（CA）
参考文献
第7章 组阵的组合与比较
7.1 组阵的组合
7.2 数值实例
7.3 结论
参考文献
第8章 相关算法
8.1 概述
8.2 Simple算法
8.3 Sumple算法
8.4 Eigen算法
8.5 最小二乘法
8.6 仿真
参考文献
第9章 目前的组阵能力
9.1 设备描述
9.2 信号处理
9.3 结论
参考文献
第10章 未来的发展
10.1 平方公里阵
10.2 阿伦望远镜阵
10.3 DSN的大型阵
10.4 上行链路阵
10.5 软件合成器
10.6 结束语
参考文献
附录A 天线定位
附录B 阵的可用度
参考文献
附录C 解调过程
C.1 信号模型
C.2 载波解调
C.3 副载波解调
C.4 符号解调
附录D DSN天线的伽马因子
参考文献
附录E 闭环性能
附录F 副载波环和符号环的SNR性能
F.1 副载波I和IQ环
F.2 数字数据跳变跟踪I和IQ环
参考文献
附录G 复符号合成的公式推导
G.1 式（6.2-5）的推导
G.2 式（6.2-1）的推导
总参考文献
缩略语