甚低频无线电工程 超远程无线电通讯与导航pdf电子书版本下载

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目 录 9

第一章引言 9

1.1 基本说明 9

1.2单位 9

1.3座标系统 11

1.3.1矢量 12

1.3.2场 12

1.3.3矢量乘法 12

1.3.4信息矢量 13

第二章发射天线 15

2.0符号表 15

2.1 基本概念 18

辐射效率 22

天线带宽的计算 23

底部或馈线旁路电容的影响 24

功率带宽积 24

2.2.1风和风负载 25

2.2垂直支撑 25

风负载 27

导体的机械振动 28

2.2.2塔和天线杆钢材需要量 29

及费用估计 29

2.3顶负载 32

2.3.1各种导线段的电容 34

单根水平导线 34

同轴电缆（空气介质） 34

平行的水平导线（平顶天线） 35

单根垂直导线 35

单导线倒L形天线 36

单导线T形天线 37

垂直面上等距平行导线 37

远离地面的两根平行导线之间的电容 37

不平行导线 38

加载垂直天线（伞形天线） 38

2.3.2拉线和架空导线的物理特性 41

2.3.3电线和绞线 41

2.3.4绝缘子 46

抗压锥形绝缘子 47

管形绝缘子 47

串联绝缘子 49

2.4接地系统 51

磁场损耗的电阻分量 52

电场损耗的电阻分量 59

垂直电场 61

电场损耗的电阻分量和功率损耗 63

导线界面损耗 64

当表面阻抗为一定值或单有径向变化时磁场地电阻分量的计算 65

2.5导体和调谐线圈特性 68

趋肤效应 69

临近效应 71

螺线管线圈的损耗 72

2.5.1 电感 72

单根直导线 72

两根长直导线或地面反射 73

线圈的Q值与损耗 74

单层圆线线圈 74

2.6 电晕 75

电晕形成与火花击穿 75

频率影响 79

几种典型几何形体的电场 79

电晕起始电压和功率损耗计算 82

有效电容量的变化 83

功率损耗 83

2.7模的激励系数 84

天线的方向性 86

2.8实际的甚低频天线特性 87

2.8.1历史的回顾 87

（1）第一次世界大战以前 87

（2）第一次和第二次世界大战期间 88

（3）第二次世界大战以后 88

2.8.2电气参数 91

2.8.3早期甚低频天线的简单介绍 93

马里兰（Maryland）州的安 95

纳波利斯（Annapolis）台 95

2.8.4现有某些主要天线的特性 95

巴布（Balboa）运河区萨米特（Summit）天线 98

缅茵（Maine）州的卡特勒（Cutler）天线 102

德国的哥利阿斯（Goliath）台 105

夏威夷瓦胡（Oahu）岛的海库（Haiku）台 105

华盛顿州奥索（Oso）的吉姆峡 110

（Jim Creek）台 110

（Lualualei）台 114

夏威夷瓦胡（Oahu）岛的罗罗里 114

英国的鲁比（Rugby）台 117

2.9最佳尺寸和多单元的考虑 122

第三章传播 126

3.0符号表 126

3.1基本原理 132

3.2地波传播 133

3.2.1表面阻抗的概念 135

3.2.2混合路径 140

3.3射线理论及天波场计算 143

3.3.1射线路径几何图 144

3.3.2等效天线方向性图 148

和射线激励因子 148

3.3.3 电离层的反射系数 152

指数的电导率剖面 153

磁场和非指数剖面的效应 155

实验和理论的比较 161

3.3.4电离层会聚系数 161

3.3.5多次跳跃的研究 163

3.3.6高度增益系数 164

3.3.7地波和天波总场强的计算 165

3.4波导模式 169

3.4.1平面地面理论介绍 170

零阶模式 170

3.4.2平面地面高阶模式理论 172

相速 173

衰减率 174

模式激励 176

3.4.3球形地面理论（J.R.Wait） 182

3.4.4球形地面模式的近似法 190

相速近似法 195

衰减率近似法 196

地面分离模近似法 198

模式激励近似法 200

高度增益函数近似法 201

模式电场近似法 203

对极场 204

3.5模场的计算并与观测场比较 208

3.5.1模场方程 209

3.5.2激励系数和高度增益 211

天线前景缩短因数 218

高度增益因子 220

3.5.3衰减率 220

实验程序 221

混合路径上衰减率的综合 221

地磁场及其方向的影响 222

地表面电导率的影响 223

昼夜变化 224

纬度变化 227

季节变化 227

太阳周期变化 228

平均的白天和夜间衰减率 229

3.5.4相速 232

实验程序 233

混合路径的组合 236

地磁场和方向效应 240

地球表面电导率的影响 242

昼夜变化 242

季节变化 245

纬度变化 246

太阳周期变化 247

太阳天顶角变化 248

平均昼夜相速 248

3.5.5振幅和相位的短期变化 249

太阳闪光效应 252

3.5.6场强和相位与距离的关系 252

3.5.7群速 258

3.6磁－电离模式（啸声） 261

3.7高空核爆炸的影响 264

第四章接收天线 267

4.0符号表 267

4.1基本概念 269

4.2反向激励或耦合效率 269

4.3电场天线的特性 270

4.3.1垂直鞭状天线 270

校准 272

有用功率 273

4.3.2地面水平线状天线 274

有用功率 275

贝弗里兹天线 276

4.4磁场天线的特性 278

4.4.1环形天线 278

场强电压关系 278

磁芯 279

有效高度 280

屏蔽 280

校准 282

有用输出功率 283

环形天线电感 284

4.5热噪声电平和等效噪声场 285

4.5.1直接耦合天线 285

等效噪声场 286

铁磁芯 287

4.5.2变压器耦合天线 287

调谐电容器上的载波热噪声比 288

变压器引起的载波噪声比的降低 288

调谐电容器两端所产生的载波电压 288

4.5.3特定接收机的有效噪声场 290

4.6导电媒质中的环形天线 292

4.7机上天线 293

4.7.1天线型式 293

嵌入式天线 294

4.7.2校准方法 294

机身对天线有效高度或有效面积的影响 294

飞行中的校准 295

4.8.2电晕放电和噪声场 296

4.8飞机上的静电积累 296

4.8.1电荷产生的机理 296

等效噪声场的计算 297

4.8.3机上放电器和噪声抑制 298

第五章大气无线电噪声场 300

5.0符号表 300

5.1基本概念 301

5.2噪声源 302

5.2.1闪电特性 302

返回击穿电流矩的特性 303

雷闪放电的统计数据 305

随时间变化的垂直电流所产 306

生的电场和磁场 306

单个返回击穿的频谱 308

单个预放电的频谱 309

云对云和云对地放电在频谱 310

和极性上的差别 310

5.2.2雷雨区分布 310

世界范围雷雨活动性的大小 313

5.2.3地球以外的噪声源 314

5.3 中心电平 316

5.3.1 电平变化与频率的关系 316

5.3.2噪声电平随地理位置 317

和时间的变化 317

长期变化 318

平均噪声场的随机变化 332

5.4.1幅度概率分布 334

5.4短期统计 334

5.4.2脉冲间隔统计 337

第六章调制、频谱和接收 343

系统性能 343

6.0符号表 343

6.1基本概念 345

6.2通讯理论与调制原理 345

6.2.1信息传输理论 345

6.2.2调制方法和理论 347

相位调制 348

频率调制 348

振幅调制 348

6.3频谱和带宽要求 349

6.3.1周期函数和传里叶级数 349

6.3.2非周期函数和传里叶积分 350

6.3.3线性低通滤波器的脉冲和阶跃函数响应 351

6.3.4通－断键控发射机的频谱 353

6.3.5移频键控发射机的频谱 354

6.4载波噪声比和误差计算 357

大气噪声的统计计算 358

6.4.1载波加之热噪声和甚低频 358

瞬时幅度分布 359

热噪声的瞬时频率分布 361

热噪声调频噪声输出的计算 364

（C/N》1） 364

大气噪声的瞬时频率分布 364

6.4.2精确频率测量对载波噪 368

声比的要求 368

6.4.3计算与测量误差的比较 369

6.5.1数据率、键控率和带宽 373

幅度调制系统 373

移频键控系统 373

6.5典型的通讯系统 373

6.5.2系统性能因数 374

理想性能和高斯噪声 375

甚低频大气噪声下的系统性能 378

噪声分布对性能因数的影响 378

7.0符号表 381

第七章系统总体设计 381

7.1基本概念 383

7.2功率要求和性能 384

可靠性的计算 384

7.2.1特定路径上的功率要求 385

7.2.2给定功率的性能可靠性 387

载波中值场强的计算 390

载波噪声比和通讯可靠性 392

7.2.3可靠性预测 396

发射天线带宽 397

7.3带宽要求的计算 397

有限的发射机系统带宽引起的 399

系统性能下降 399

7.4设计中的经济因数 399

7.4.1发射系统的成本因数 400

发射机成本 400

辐射系统 401

地网系统 401

调谐设备 401

7.4.2最佳效率的选择 404

电阻与效率的关系 405

投资成本与效率的关系 406

年度工作成本的确定与天线 407

系统效率之关系 407

整个发射系统的年度成本 407

附录 410

A．缩写 410

B．换算系数 412

所产生的电磁场 414

C．随时间变化的垂直电流 414

D．天线电流电压关系和接近自谐 416

振时的功率辐射能力 416

电压和电流分布（等阻抗） 418

电压和电流分布（变阻抗） 419

E．电离层的电气特性 421

E.1 电离媒质的有效介电常数 421

（无磁场与碰撞） 421

E.2碰撞效应（无磁场） 422

E.3磁场的影响 423

碰撞频率对能量的影响 423

E.4电子密度与碰撞频率 425

月球的影响 429

F．太阳辐射和太阳黑子周期 431

太阳活动的长周期变化 432

太阳辐射的非周期和短周期变化 432

宇宙射线的强度变化 433

G．太阳天顶角和日出日落时间 436

H．地磁场 443

思考题答案 444