本书对天线系统结构做了全面介绍，重点描述了反射面天线的机电综合设计方法，从电子与机械、控制与机械学科交叉的角度论述设计的发展，通过一些典型的工程案例，给出较为实用的设计方法与应用效果。同时对天线系统较为关注的电磁屏蔽、复合材料应用、测量与标校、故障诊断等内容做了详细介绍。本书可以作为从事微波天线、雷达通信、深空探测、射电天文等专业领域的科研技术人员的参考书，也可以作为大学相关专业的教师与学生的辅助教学参考用书。

郑元鹏 从事雷达通信天线与射电望远镜天线结构设计、仿真分析与制造工艺研究工作，主持了多项创新工程和重大项目。获国家科学技术二等奖两项、省级科学技术奖多项。

第1章 绪论 1
1.1 天线类型与天线系统构成 1
1.1.1 天线类型 1
1.1.2 天线系统构成 4
1.2 天线系统性能指标 4
1.2.1 天线系统电磁性能 4
1.2.2 天线系统机械性能 9
1.2.3 天线系统伺服性能 11
1.3 天线系统结构概述 14
第2章 反射面天线结构 16
2.1 反射面天线类型 16
2.1.1 前馈天线 16
2.1.2 偏馈天线 17
2.1.3 后馈天线 19
2.2 天线结构构成 22
2.2.1 反射面结构 23
2.2.2 反射面背架结构 30
2.2.3 馈源（副反射体）支撑结构 34
2.2.4 馈源网络结构 35
2.2.5 频段切换机构 41
2.2.6 波束波导结构 50
2.3 结构误差分析 51
2.3.1 误差对电性能的影响 51
2.3.2 误差来源与控制方法 54
2.4 结构保型设计 56
2.4.1 保型设计原理 56
2.4.2 设计应用实例 56
2.5 主动反射面 59
2.5.1 主动反射面补偿方法 59
2.5.2 促动器设计 60
2.6 天线结构涂层与防护 63
2.6.1 天线结构防护特点 63
2.6.2 天线结构防护涂层材料 64
2.7 天线结构发展与新技术 65
第3章 天线座结构 68
3.1 天线座结构类型 68
3.1.1 AE型天线座 69
3.1.2 XY型天线座 74
3.1.3 多轴天线座 76
3.1.4 并联机构天线座 77
3.1.5 选型与应用实例 79
3.2 天线座结构设计 81
3.2.1 载荷计算 81
3.2.2 驱动系统 84
3.2.3 轴角单元 87
3.2.4 电缆卷绕机构 89
3.2.5 安全保护装置 90
3.2.6 典型装置应用 91
3.3 轴系误差 94
3.3.1 轴系误差对指向精度的影响 94
3.3.2 轴系误差控制方法 96
3.4 天线座安装与调试 97
3.5 结构柔性与控制方法 99
3.5.1 柔性体补偿 99
3.5.2 风载荷的影响及控制方法 99
3.5.3 温度载荷的影响及控制方法 100
第4章 天线系统结构仿真分析 102
4.1 仿真分析的基本内容 102
4.1.1 静力分析 104
4.1.2 动力学分析 107
4.1.3 机电联合仿真分析 113
4.2 仿真模型建立方法 120
4.2.1 载荷计算与工况 122
4.2.2 边界条件设置 138
4.2.3 单元与网格划分 142
4.2.4 模型精度与分级 145
4.3 测试与模型修正 146
4.3.1 静态刚度测试与模型修正 147
4.3.2 动态性能测试与模型修正 147

第5章 天线系统结构机电综合设计 149
5.1 概述 149
5.2 天线结构误差因素与电性能的机电耦合模型 149
5.2.1 理想反射面天线远场计算 149
5.2.2 主反射面变形的影响 151
5.2.3 馈源位置误差的影响 152
5.2.4 馈源指向误差的影响 152
5.2.5 反射面天线机电耦合模型 153
5.2.6 机电场耦合模型求解 154
5.2.7 数值算例对比与工程应用案例 156
5.3 天线机电综合优化设计 159
5.3.1 保型设计要点分析 159
5.3.2 机电综合优化设计模型 161
5.3.3 基于主动面调整的综合优化 163
5.3.4 基于馈源补偿的综合优化 166
5.3.5 工程应用案例 167
5.4 面天线机电性能综合分析系统 172
5.4.1 模块结构 172
5.4.2 工作流程 173
5.4.3 功能设计 174
5.4.4 前后处理 175
第6章 天线系统结构电磁屏蔽设计 178
6.1 概述 178
6.2 屏蔽效能 180
6.3 屏蔽效能测试方法 182
6.4 屏蔽结构设计 184
6.4.1 舱室结构屏蔽 184
6.4.2 机柜屏蔽 188
6.4.3 电机屏蔽 189
6.4.4 轴角装置屏蔽 192
6.4.5 照明设备、探头、传感器屏蔽 192
6.5 工程应用案例 193
6.5.1 驱动机柜屏蔽设计 195
6.5.2 轴角装置屏蔽设计 200
第7章 复合材料在天线系统中的应用 206
7.1 概述 206
7.2 复合材料天线反射面 208
7.2.1　碳纤维反射面结构与材料设计 208
7.2.2　高精度碳纤维反射面技术进展 214
7.2.3　频率选择反射面结构与材料设计 220
7.3 复合材料天线支撑结构 223
7.3.1　碳纤维桁架结构与材料设计 223
7.3.2　碳纤维腔体结构与材料设计 225
7.3.3　介质杆结构与材料设计 235
7.4　复合材料在天线罩中的应用 236
7.4.1　低插损天线罩结构与材料设计 238
7.4.2　耐大功率天线罩结构与材料设计 242
7.4.3　防弹天线罩结构与材料设计 245
7.4.4　隐身天线罩结构与材料设计 251
第8章 天线系统结构测量与标校 256
8.1　结构谐振频率测量 256
8.1.1　模态测试法 257
8.1.2　扫频法 258
8.2　反射面结构测量 259
8.2.1　面形精度测量 259
8.2.2　位置精度测量 263
8.3　天线座结构测量 265
8.3.1　轴系精度测量 265
8.3.2　轴角精度测量 270
8.4　天线系统标校 271
8.4.1　指向精度及误差源分析 272
8.4.2　标校塔法指向标校 274
8.4.3　射电源法指向标校 278
第9章 天线系统结构状态监测与故障诊断 285
9.1　常见故障与典型案例 285
9.1.1　驱动传动系统故障 285
9.1.2　轴角系统故障 287
9.1.3　构件失效故障 287
9.2　状态监测系统 288
9.2.1　监测系统组成与原理 288
9.2.2　关键技术 289
9.2.3　工程实例 295
9.3　故障诊断技术 301
9.3.1　信号采集与预处理 301
9.3.2　故障特征提取与选择 305
9.3.3　典型天线部件故障诊断 309
参考文献 313