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本书是一本关于射电望远镜天线相关技术的译著，涉及望远镜天线的设计、构造和相关理论知识。全书共分9章，包括：绪论、望远镜的演变、射电天文学的诞生、反射面天线结构保型设计、毫米波望远镜的呈现、亚毫米波望远镜、其他类型天线、反射面天线的电磁特性和管理方面的讨论及总结。本书内容源于有实际科研和工程经验的科学家和工程师，内容覆盖全面。

第1章  绪论	1
第2章  望远镜的演变	7
2.1  历史回顾	8
2.1.1  早期光学望远镜的成果	8
2.1.2  电磁波的出现	11
2.2  光学及射电望远镜的基本特性	12
2.2.1  概述	12
2.2.2  望远镜的座架型式和光学配置	15
2.2.3  其他几何配置	18
2.3  射电望远镜的技术需求	19
2.4  射电望远镜的基本指标	20
2.4.1  反射面精度	20
2.4.2  指向精度	20
2.5  总结	21
附录  几何光学配置	22
参考文献	25
第3章  射电天文学的诞生	26
3.1  射电望远镜的早期历史	27
3.1.1  央斯基的“旋转木马”天线	27
3.1.2  雷伯的中星仪抛物面望远镜	28
3.1.3  乌尔兹堡?瑞斯雷达天线	29
3.2  第一代大型射电望远镜	30
3.2.1  达文格鲁和斯托科特望远镜	31
3.2.2  主焦点设备支撑方式	35
3.2.3  洛弗尔76m望远镜	35
3.2.4  帕克斯64m望远镜	39
3.2.5  NRAO 140英尺和300英尺望远镜	43
3.2.6  MIT 120英尺天线	48

3.3  结论	50
参考文献	50
第4章  反射面天线结构保型设计	52
4.1  概述	53
4.2  结构保型设计	53
4.3  65m毫米波望远镜保型设计	58
4.4  埃菲尔斯伯格100m射电望远镜	60
4.4.1  德国巨型射电望远镜计划	60
4.4.2  结构保型特性注解	62
4.4.3  工业部门的设计方案	63
4.4.4  最终的设计和实现	65
4.5  埃菲尔斯伯格天线背架结构及其变形模式	67
4.5.1  背架结构的设计方法	67
4.5.2  载荷工况分析	70
4.5.3  载荷叠加	72
4.5.4  反射器变形特性	73
4.5.5  保型原理的性能局限性	76
4.6  四点支撑形式	79
4.6.1  概述	79
4.6.2  韦斯特伯克25m天线阵	80
4.6.3  梅林32m天线	83
4.6.4  耶比斯40m望远镜	86
4.7  结论	87
参考文献	88
第5章  毫米波望远镜的呈现	89
5.1  迈进毫米波	90
5.2  NRAO 36英尺天线	91
5.3  IRAM 30m望远镜	94
5.3.1  性能指标	94
5.3.2  方案选择	95
5.3.3  结构原理	99
5.3.4  变形特性	101
5.3.5  总表面误差	104
5.3.6  热效应及其控制	106
5.3.7  结论	109
5.4  LMT 50m毫米波望远镜	110
5.4.1  概念设计	110
5.4.2  改进设计	113
5.4.3  最终设计	115
5.4.4 面板技术简评	117
5.4.5  均衡结构面板	117
5.4.6  柔性体控制	119
5.4.7  关于LMT/GTM的注解	120
5.5  野边山45m毫米波望远镜	121
5.6  结论	122
附录  热效应及其控制	122
参考文献	127
第6章  亚毫米波望远镜	129
6.1  概述	130
6.2  雷顿天线和CSO望远镜	131
6.3  碳纤维材料望远镜：IRAM和HHT	133
6.3.1  IRAM干涉仪天线	133
6.3.2  海因里希?赫兹望远镜	134
6.4  阿塔卡马大型毫米波阵列天线	139
6.4.1  概述	139
6.4.2  样机天线测试程序及测试结果	142
6.4.3  背架和俯仰支撑环形连接原理的注解	143
6.4.4  AEM/EIE和Vertex设计比较	145
6.4.5  结论	154
参考文献	156
第7章  其他类型天线	158
7.1  主反射面固定式望远镜	159
7.2  印度巨型米波射电望远镜	163
7.3  大型喇叭天线	164
7.4  偏置反射面天线	166
7.4.1  概述	166
7.4.2  艾伦望远镜阵列	167
7.4.3  艾伦望远镜阵列	168
7.4.4  艾伦望远镜阵列	170
附录  关于轮轨系统的讨论	174
参考文献	177
第8章  反射面天线的电磁特性	180
8.1  简介	181
8.2  圆形口径的辐射模式	181
8.3  反射面天线的主要参数	184
8.4  缺陷对性能的影响	185
8.4.1  照明、漏失和极化效率	186
8.4.2  辐射效率	187
8.4.3  小尺寸表面误差效率	187
8.4.4  大尺度变形：泽尼克多项式表示法	189
8.4.5  遮挡效率	192
8.4.6  横向和轴向偏焦：增益损失	193
8.4.7  波束偏移因子	195
8.4.8  结论	196
8.5  利用宇宙源测量天线参数	196
8.5.1  天线增益和波束方向图的测量	196
8.5.2  天线指向的修正	197
8.6  反射面面形的射电全息测量	199
8.7  电磁设计进展	201
8.7.1  历史简介	201
8.7.2  射电天文学和通信的差别	202
8.7.3  焦平面的开发	203
8.8  结论	205
附录  像差和泽尼克多项式	206
参考文献	208
第9章  管理方面的讨论及总结	212
9.1  总结回顾	213
9.2  管理方面的讨论	217
9.2.1  客户和承包商	218
9.2.2  项目管理和系统工程	219
9.2.3  技术方面	220
9.2.4  工业化和成本	221
9.2.5  海外制造	221
9.2.6  产品交付与试运行	222
缩写和缩略语	223
术语表	226

从央斯基于1931年偶然发现了来自宇宙辐射的射电波，到1941年雷伯观测得到第一幅银河系射电源天图，直至当今人类史上的第一张黑洞照片，射电天文学中的每一次重大科学进步，始终没有离开过射电望远镜天线，各国天文界也都在孜孜追求精度更高、口径更大的射电望远镜天线。与国外相比，我国的射电天文学起步较晚，到20世纪60年代，仅有用于观测太阳的小口径射电望远镜，进入21世纪后才开始蓬勃发展，但在大口径、高精度的望远镜方面，还存在一定的差距。翻译此书的目的是希望能够促进我国射电望远镜天线技术的快速发展。
本书的两位作者是射电望远镜方面的资深国际专家，先后参加了多个大型射电望远镜的设计、建造和测试工作。两位作者和我们有过多次的合作与交流，本书是他们对职业生涯的总结和提炼，是一本很有价值的总结性书籍。
由于语言上的差异，会存在一词多义现象，如英文“reflector”，汉语会对应反射体、反射镜、反射面等，书中一般不做明显区分，除非有特殊的应用场合；又如“yoke”一词，可译为轭形架、支臂和叉臂等，不同的译法只是源于工程习惯。另外，中文翻译版的图示、符号、正斜体等沿用了英文原版的写作风格，特此说明。
本书内容覆盖面广泛，主要包括机械和结构学、电磁学、天文学、力学、热学和材料学等领域，为了便于读者理解书中内容，在翻译过程中增加了一些注释，涉及一些原理和名词的解释、望远镜背景介绍以及相关专业的拓展等。
本书在翻译过程中，得到了中国电子科技集团公司第五十四研究所多位同事的支持和帮助，在此向他们表示诚挚的感谢。
译者力求翻译内容忠于原著，但由于专业知识和英文水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。

译  者   
2020年8月

雅各布? W. M. 巴尔斯（Jacob W.M. Baars）的教育背景是应用物理学，从射电天文台初建时的工作人员开始，50年来一直与射电望远镜项目的创建和实施相关。因此，他的主要任务是将项目的科学问题转化为望远镜的指标需求，负责与承包商的沟通并监督其内部活动，直至最终的验收、测试和天文观测的试运行。＜BR＞郑元鹏，长期从事雷达天线、射电望远镜天线结构设计与制造工艺研究工作；曾主持完成FAST工程反射面单元项目、密云50米口径天线、上海65米射电望远镜天线系统、SKA项目反射面天线等项目系统总体结构设计与项目实施工作。

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射电望远镜天线设计、构造与历史演化