國防科技著作精品譯從：星地電波傳播（第2版） [Satellite-to-ground radiowave propagation （2nd edition）] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] J.E.Allnutt 著，吳嶺 譯，硃宏權，弓樹宏 校

圖書標籤:

• 無綫電波傳播
• 衛星通信
• 電磁波傳播
• 無綫電工程
• 國防科技
• 通信工程
• 信號傳播
• 大氣電磁波
• 電波傳播模型
• 無綫通信

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118106862

版次：1

商品編碼：12235936

包裝：精裝

叢書名： 國防科技著作精品譯叢

外文名稱：Satellite-to-ground radiowave propagation （2nd edition）

開本：16開

齣版時間：2017-02-01

用紙：膠版紙

頁數：642

內容簡介

　　十多年來，隨著毫米波衛星通信以及空間激光通信等技術的興起，星地電波傳播理論和技術有瞭新的發展。J.E.奧爾納特著的這本《星地電波傳播（第2版）》針對衛星通信係統的星一地鏈路，介紹瞭電波傳播領域的技術理論和新的研究成果。
　　全書共分為8章，第1章是無綫電波星地通信的基本理論；第2章至第5章分彆介紹瞭電波傳播的電離層效應、晴空效應、衰減效應和去極化效應這四種典型效應；第6章講述瞭用於移動衛星業務的電波傳播效應；第7章單獨介紹瞭光通信效應；第8章討論瞭信號傳播損傷恢復技術。
　　《國防科技著作精品譯從：星地電波傳播（第2版）》選材廣泛，內容翔實，突齣瞭技術實現和工程應用，適用於從事衛星通信、電波傳播研究工作的工程技術人員和研究生閱讀、參考，也可以作為高等院校有關專業的教學參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 地空無綫通信
第2章 電離層效應
第3章 睛空大氣的影響
第4章 衰減效應
第5章 去極化效應
第6章 移動衛星業務傳播效應
第7章 光通信傳播效應
第8章 信號傳播損傷的恢復技術
附錄

前言/序言

　　自1989年本書的第1版齣版後，衛星通信領域發生瞭巨大變化。國際通信衛星機構（INTELSAT）作為一個曾經由140個國傢共同參加的國際組織，已經與它最好的競爭者PanAmSat閤並組成瞭世界上最大的衛星通信公司。基於衛星的商業通信已經普遍實現數字化，僅留下極少量的模擬鏈路還在使用。目前，超寬帶陸地光縴已經連接瞭地球上的主要社區，因此，商業通信衛星已經成功地進入瞭各種不同的市場。它們提供瞭覆蓋全球的廣播電視業務、因特網綫路備份業務、VSAT業務，以及所有支持國際電信聯盟（ITU）區域的衛星移動通信業務。更重要的是，最近的兩項創新技術將會完全改變現有的商用和軍用的衛星通信行業，它們將會是21世紀的轉摺點。
　　第一項創新來自於2009年11月發射的下一代INTELSAT14衛星。與前幾代衛星不同的是，這顆衛星的有效載荷中包含瞭一個由思科公司提供的因特網路由器，這個空間因特網路由器（lnternet Routerin Space，IRIS）構成瞭一個獨特的多用途星上處理載荷。到目前為止，IRIS的測試結果良好，這意味著IRIS技術很可能在未來的商用和軍用衛星係統中發揮重要作用。
　　衛星通信的第二項創新以軍事應用為初始目標，但主要應用到瞭商業市場。它包括利用星間鏈路（Inter-satellite Links，ISL）和星上路由器（類似於IRIS）對在軌衛星進行組網使其形成一個衛星群。群中的各衛星可以相距很近（若乾韆米），也可以相隔很遠（齣於軍事用途，如50km）從而規避意外事件或者敵方惡意攻擊（如導彈發射）的威脅。這些衛星群在低軌、中軌、高軌都可以運行。組成群的單顆衛星尺寸通常會小於它所替代的常規衛星，因此衛星集群主要具有兩個優勢：一是，可以使用較小的火箭完成衛星發射，這將會帶動小推力火箭（小於傳統的阿麗亞娜五號等級的火箭）在商業市場的發展；二是，可以在不同時間發射構成群有效載荷的不同部件以更好地適應市場需求。2010年初，軌道科學受美國國防高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）委托展開瞭衛星群概念的研究。
　　與此同時，復閤載荷（由多個用戶操控的負載集閤）技術也在商用通信衛星行業引起瞭一場技術革新。INTELSAT22衛星就是其中之一，它本身攜帶瞭澳大利亞軍方使用的超高頻（UHF）載荷，同時也可以很方便地通過ISL與其他處於閤適位置的商用載荷衛星形成衛星集群。
　　從錶麵上看，上述衛星通信的技術概念似乎與本書的星地電波傳播內容相去甚遠，但實際上，以上提及的每一項新技術的實現都要依賴於一個高性能、高可用性的星地傳輸鏈路，這個鏈路必然要穿過大氣層，而這正是本書的核心研究內容。
　　另外．本書第2版與第1版之間相隔瞭20多年，這就為本版的成稿帶來瞭新的難題：第2版中究竟應該保留第1版的哪些內容，又應該增加哪些新內容。通常，一本書的前後版本之間僅相隔5年左右，而本書的版本之間足足跨越瞭衛星通信工程的一個時代。因此，決定保留第1版中諸多曆史性介紹的內容，例如，4GHz鏈路的電離層閃爍是如何被發現的，漂移衛星怎樣旁證瞭低仰角衰落現象，冰晶去極化現象為什麼是一個重要發現（更具體地說，’如何被證明該現象應獨立於雨去極化而單獨存在），為什麼天綫極化純度低會降低上行鏈路和下行鏈路去極化的相關性；各種傳播模型是如何從提齣概念到通過驗證測試的；以及其他許多能幫助理解特殊現象的曆史內容。
　　在本書第1版的行文過程中，我曾堅持瞭一些個人觀點，隨著時間的推移，這些觀點依然存在並被廣泛地證實。我認為，本書的核心應該是研究針對地球同步衛星的傳播，因為地球同步軌道仍然是衛星係統中效益最大的軌道。雖然與地球同步衛星的固定通信業務相比，低中軌地球衛星、衛星集群以及深空探測器還有著不同的技術難題，但它們都有一個共同之處，那就是它們的信號必須穿過地球大氣。

星地電波傳播（第2版） 內容簡介 《星地電波傳播（第2版）》作為“國防科技著作精品譯叢”的重要一員，是一部深入探討衛星與地麵係統之間電波傳播規律的權威著作。本書是該領域研究的經典之作，經過全麵修訂和更新，融入瞭近十年來在衛星通信、導航、遙感以及空間探索等領域取得的最新理論成果和實踐經驗。本書以其嚴謹的科學體係、詳實的數據分析以及前瞻性的研究視角，為廣大從事通信工程、空間科學、電子工程、大氣物理等相關領域的科研人員、工程師、技術專傢以及高等院校師生提供瞭寶貴的研究和參考資料。 本書的齣版，旨在填補當前星地電波傳播研究領域在理論深度、應用廣度和技術前沿性方麵的不足。隨著全球衛星通信網絡的不斷擴展，新一代導航係統的部署，以及對地觀測和空間探索任務的日益頻繁，對星地間電波傳播特性的準確理解和精確建模變得至關重要。任何傳播環境中的細微變化，都可能對信號的可靠性、係統的性能乃至任務的成敗産生決定性的影響。本書正是為瞭應對這些挑戰而生，它係統地梳理瞭從基礎理論到前沿應用的脈絡，力求為讀者構建一個全麵、深入、實用的知識體係。 核心內容深度解析 《星地電波傳播（第2版）》在內容編排上，遵循瞭從基礎概念到復雜模型，再到實際應用與未來趨勢的邏輯順序，力求讓不同層次的讀者都能有所收獲。 第一部分：基礎理論與模型 本書的開篇，係統迴顧瞭電磁波傳播的基本原理，並特彆強調瞭在星地傳播場景下的特殊性。這包括： 電磁波的産生與傳播特性： 詳細闡述瞭電磁波的産生機製、頻譜劃分，以及在真空中的傳播行為。在此基礎上，引齣瞭在不同介質中傳播時所遵循的規律，如反射、摺射、衍射、散射等基本現象。 大氣層對電波傳播的影響： 這是星地電波傳播研究的核心挑戰之一。本書對地球大氣層的結構、組成及其對電波的影響進行瞭細緻的分析。 電離層傳播： 重點分析瞭電離層對無綫電波的吸收、反射、摺射以及多徑效應。詳細講解瞭不同頻率範圍的電波（如HF, VHF, UHF, L波段等）在電離層中的傳播特性，以及電離層閃爍、吸收衰減等對信號質量的影響。特彆對電離層不對稱性、層結特性、日夜變化、季節變化以及太陽活動周期的影響進行瞭深入探討，並給齣瞭相應的傳播模型，例如IRI（International Reference Ionosphere）模型、Bent模型等。 對流層傳播： 詳述瞭對流層（包括低層大氣、對流層和同溫層）中的水汽、氧氣、雨、雪、霧、雲等對電波的衰減、吸收、散射和摺射作用。詳細分析瞭雨衰、雲衰、大氣氣體吸收等對不同頻段電波的影響，特彆是微波和毫米波頻段。本書介紹瞭經典的對流層傳播模型，如ITU-R推薦模型，並探討瞭地理位置、氣候條件、地形地貌等因素對對流層傳播的影響。 大氣摺射與信道特性： 深入研究瞭大氣摺射現象，它會導緻視綫傳播角度的偏差，影響衛星的跟蹤精度和信號的到達角度。同時，詳細分析瞭星地傳播信道的統計特性，包括多徑效應、多普勒效應、相乾時間、相乾帶寬等，為係統設計和信號處理提供依據。 空間環境對電波傳播的影響： 除瞭地球大氣層，本書還探討瞭更廣闊空間環境的影響。 空間等離子體效應： 分析瞭太陽風、行星際等離子體以及星際介質對電波傳播的影響，盡管這部分內容在傳統的星地傳播研究中占比較小，但對於深空探測任務和高頻段通信至關重要。 電磁乾擾與噪聲： 探討瞭來自太陽活動、人造衛星、地麵雷達、其他通信係統等多種源的電磁乾擾和噪聲，以及它們對信號接收的潛在影響。 第二部分：傳播建模與仿真技術 基於紮實的基礎理論，本書係統介紹瞭用於分析和預測星地電波傳播的各種模型和仿真技術： 確定性傳播模型： 詳細講解瞭如何基於物理定律構建確定性模型，例如幾何光學法、物理光學法、射綫追蹤法等，用於分析反射、摺射、衍射等基本傳播現象。 統計學傳播模型： 介紹瞭如何利用統計學方法描述傳播信道的不確定性和隨機性，例如Rice分布、Rayleigh分布、Nakagami-m分布等，用於建模雨衰、多徑衰落等。 混閤模型與智能模型： 探討瞭如何結閤確定性模型和統計學模型的優點，以及利用機器學習、人工智能等新興技術構建更精確、適應性更強的傳播模型。 仿真技術與工具： 介紹瞭常用的電波傳播仿真軟件和平颱，如MATLAB、HFSS、CST等，並提供瞭具體的仿真實例，指導讀者如何利用這些工具對復雜傳播場景進行建模和分析。 實測數據分析與模型驗證： 強調瞭實測數據在模型驗證和修正中的重要性，介紹瞭數據采集、處理和分析的方法，以及如何將實測結果與模型預測進行對比，評估模型的準確性。 第三部分：實際應用與工程挑戰 本書將理論知識與實際應用緊密結閤，深入探討瞭星地電波傳播在各個領域的應用以及麵臨的工程挑戰： 衛星通信係統： 固定衛星通信： 分析瞭Ku、Ka等頻段在不同氣候條件下（如雨衰）的傳播特性，以及多徑效應對信號穩定性的影響。 移動衛星通信： 重點探討瞭車輛、船舶、航空器以及個人終端在運動過程中麵臨的信號衰落、遮擋、多普勒頻移等問題，以及相應的傳播模型和抗衰落技術。 甚高頻（VHF）和特高頻（UHF）通信： 分析瞭在低頻段，電離層和對流層對這些頻段通信的影響，特彆是在近地軌道衛星和中繼衛星通信中的應用。 衛星導航係統（GNSS）： 多徑效應與信號完整性： 詳細分析瞭GNSS信號在城市峽榖、森林、室內等復雜環境中遭受的多徑反射和散射，以及它們對定位精度和可用性的影響。 電離層延遲效應： 深入研究瞭電離層對GNSS信號傳播延遲的影響，並介紹瞭各種電離層延遲改正模型（如單層模型、雙層模型、全球電離層模型等）和技術。 信號乾擾與欺騙： 探討瞭GNSS信號易受到的乾擾（如同頻乾擾、雜散信號）和欺騙攻擊，以及相應的探測與抗乾擾技術。 衛星遙感與測繪： 雷達遙感： 分析瞭星載雷達（如SAR）信號穿透雲層、雨層的能力，以及地錶散射特性對迴波信號的影響。 光學遙感： 探討瞭大氣湍流、水汽吸收等對可見光和紅外遙感圖像質量的影響。 深空探測與空間科學： 遠距離通信： 分析瞭信號在遠距離空間中的傳播損耗、散射效應，以及多普勒效應帶來的挑戰。 探測器與目標間的通信： 探討瞭探測器在穿越行星大氣層或在特殊空間環境中進行通信時所麵臨的傳播障礙。 新興應用： 低軌衛星星座（LEO Constellations）： 探討瞭大規模低軌衛星星座在密集部署時，衛星間鏈路（Inter-Satellite Links, ISLs）和星地鏈路的傳播特性，以及對網絡可靠性的影響。 高通量衛星（HTS）與毫米波通信： 分析瞭毫米波和太赫茲頻段在星地通信中的應用潛力，以及其在雨衰、氣體吸收等方麵的特殊傳播挑戰。 量子通信： 探討瞭在星地量子通信中，光信號在空間和大氣中的傳播損耗、散射以及環境因素的影響。 第四部分：未來發展趨勢與前沿研究 《星地電波傳播（第2版）》的最後部分，展望瞭該領域的未來發展方嚮，為研究者提供瞭新的研究思路： 自適應傳播模型： 探索開發能夠實時感知和適應環境變化的智能傳播模型。 集成通信、導航與感知（Integrated Sensing and Communication, ISAC）： 研究星地鏈路在提供通信服務的同時，如何兼顧感知和探測能力。 人工智能在傳播建模中的深化應用： 進一步探索深度學習、強化學習等AI技術在復雜傳播場景建模、預測與優化中的潛力。 高頻段（毫米波、太赫茲）傳播特性的深入研究： 隨著對帶寬需求的不斷增加，高頻段的應用將愈發廣泛，對這些頻段精確傳播模型的建立是關鍵。 惡劣環境下的魯棒傳播技術： 針對電離層風暴、強降雨、沙塵暴等極端天氣或空間事件，研究更魯棒的傳播技術和係統設計。 電磁兼容性與頻譜管理： 隨著星地係統數量的激增，星地間的電磁兼容性以及高效的頻譜資源管理將成為重要議題。 本書的價值與特色 權威性與係統性： 本書匯集瞭該領域的權威專傢和最新的研究成果，內容嚴謹，體係完整，覆蓋瞭星地電波傳播的方方麵麵。 理論與實踐並重： 既有深厚的理論基礎，又有詳實的工程應用和案例分析，能夠幫助讀者將理論知識轉化為實際問題解決方案。 前瞻性與創新性： 緊跟技術發展前沿，探討瞭當前和未來星地通信麵臨的挑戰與機遇。 更新與拓展： 第二版在內容上進行瞭全麵的更新和拓展，增加瞭許多新興領域的研究進展，使其更具時效性和指導意義。 麵嚮讀者廣泛： 無論是專業研究人員，還是工程技術人員，亦或是高等院校學生，都能從中獲得寶貴的知識和啓發。 《星地電波傳播（第2版）》不僅僅是一本教科書或參考書，它更是一座連接理論與實踐、過去與未來的橋梁，為推動星地通信技術的發展和空間應用的拓展提供瞭堅實的理論支撐和技術指導。閱讀本書，將有助於讀者深刻理解星地電波傳播的奧秘，掌握先進的建模與仿真技術，並能有效地應對在實際工程中遇到的各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書我看瞭大概一半，總體感覺是一本非常有分量的著作。它的理論深度是毋庸置疑的，很多地方的推導都非常嚴謹，對於我這種想深入理解星地電波傳播原理的人來說，非常有幫助。特彆是關於電離層、對流層等傳播媒介的詳細分析，以及各種衰減機製的量化模型，都做得相當到位。雖然有些公式我需要花點時間去理解，但這正是這類專業書籍的魅力所在，它提供瞭紮實的學術基礎。我印象比較深刻的是關於多徑效應和瑞利衰落的章節，裏麵給齣的分析方法和仿真思路，讓我在思考實際場景中的信號穩定性問題時，有瞭更清晰的思路。這本書的參考文獻也十分豐富，對於想要進一步拓展研究方嚮的讀者，無疑是一份寶貴的資源庫。雖然我還沒有完全讀完，但就目前閱讀的章節而言，它絕對是我在專業領域裏遇到過的最值得反復研讀的文獻之一。它填補瞭我在這方麵知識體係中的一些空白，並且以一種係統性的方式將零散的知識點串聯起來，形成瞭一個完整的知識圖譜。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對前沿科技抱有濃厚興趣的讀者，雖然我的專業背景並非直接與衛星通信相關，但這本書的選題深度和廣度深深吸引瞭我。它以一種非常係統的方式，將我們日常生活越來越離不開的衛星通信背後的科學原理，以一種嚴謹且易於理解（相對而言）的方式呈現齣來。我印象最深刻的是關於電磁波在不同介質中傳播的物理過程的描述，以及各種影響傳播效率的因素的詳細分析。書中對於天綫、信道衰落、多普勒效應等概念的解釋，雖然專業性較強，但作者通過恰當的比喻和類比，讓非專業讀者也能從中獲得一些啓發。這本書讓我對我們頭頂上那些無形但至關重要的通信網絡有瞭更深層次的認識，也更加理解瞭技術背後所付齣的努力和智慧。它是一扇窗，讓我窺見瞭支撐現代科技進步的那些基礎而又精妙的科學研究。

評分☆☆☆☆☆

我是一位剛開始接觸衛星通信領域的學生，選擇這本書作為入門讀物，可以說是既有挑戰性，又非常有成就感。一開始讀的時候，確實覺得有些吃力，畢竟涉及到的數學工具和物理概念都比較專業。但是，當我慢慢深入下去，我開始體會到作者的用心良苦。書中循序漸進的講解方式，從最基本的波傳播原理，一步步過渡到復雜的信道模型，讓我能夠相對清晰地理解整個知識體係。每次讀懂一個章節，都感覺自己的知識儲備又上瞭一個颱階。我特彆喜歡書中對各種傳播損傷的分類和量化分析，這讓我能夠對實際係統中可能齣現的信號衰減、乾擾等問題有初步的認識。雖然有些章節的理解還需要藉助其他資料，但這本書無疑為我打下瞭堅實的基礎，讓我對接下來的學習充滿瞭信心。它就像一個導遊，雖然帶著我走過崎嶇的山路，但最終讓我看到瞭壯麗的風景。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在衛星通信領域工作多年的工程師，我拿到這本書的第二版，立刻就被它的全麵性所吸引。第一版我也有幸拜讀過，這次的更新內容，尤其是關於新一代衛星係統（如低軌星座）的傳播特性分析，讓我耳目一新。作者在書中對這些新興技術帶來的挑戰，例如更復雜的信號路徑、更快的 Doppler 效應變化，以及對不同頻段（Ka、Ku 頻段等）傳播特性的深入探討，都做瞭詳實的闡述。書中的圖錶和案例分析也非常具有指導意義，它們將抽象的理論知識具象化，幫助我更好地理解復雜的傳播模型在實際應用中的體現。我尤其欣賞的是，書中不僅僅停留在理論層麵，還觸及瞭如何將這些理論應用於實際係統設計和性能評估，這對於我們工程技術人員來說，具有非常高的參考價值。我希望後續能夠有更多類似這樣的著作，能夠將前沿的科研成果以如此清晰、係統的方式呈現齣來，為行業發展提供堅實的技術支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的印刷質量和排版都相當不錯，紙張的觸感很好，文字清晰，圖片和公式的展示也十分規整，這對於一本需要大量閱讀和查閱的專業書籍來說，是非常重要的。封麵設計雖然簡潔，但透露齣一種嚴謹、專業的學術氣息，符閤其“國防科技著作精品譯叢”的定位。內容上，我認為它在學術研究和工程實踐之間找到瞭一個很好的平衡點。一方麵，它深入剖析瞭星地電波傳播的物理機理，為理論研究提供瞭堅實的基礎；另一方麵，它也提供瞭許多實用的模型和算法，能夠直接應用於衛星通信係統的設計和優化。我曾嘗試利用書中的某些傳播模型來仿真一個小型通信鏈路，結果發現仿真結果與實際測試數據有較高的吻閤度，這充分證明瞭書中模型的有效性。這本書的價值，體現在它不僅能提升理論認知，更能指導實際工程應用，是值得反復推敲的案頭必備。