射电天文干涉测量与综合孔径（上册）

《射电天文干涉测量与综合孔径：原书第三版.上册》分为上、下两册，系统介绍射电天文干涉测量与综合孔径技术的原理和方法。上册（第1～8章）：第1章简要介绍射电天文干涉测量的发展历程；第2章介绍干涉测量和综合孔径的基本原理及傅里叶变换原理；第3章分析干涉仪响应和测量方程，讨论互相关函数和互功率谱的关系；第4章介绍坐标系统和一些重要参数，构建了统一的阵列定标框架；第5章介绍综合孔径阵列的天线构型和观测仪器；第6章介绍接收系统响应；第7章介绍模拟接收机设计及其主要参数对系统的影响；第8章介绍数字信号处理和数字相关器。

目录
（上册）
1　介绍与历史回顾　1
1.1　射电干涉的应用　1
1.2　基本术语与定义　3
1.2.1　宇宙信号　3
1.2.2　射电源的位置和命名法　9
1.2.3　宇宙信号接收　10
1.3　射电干涉测量的发展　12
1.3.1　综合孔径技术的发展　12
1.3.2　迈克耳孙干涉仪　13
1.3.3　早期的二元射电干涉仪　16
1.3.4　海面反射干涉仪　17
1.3.5　相位切换干涉仪　19
1.3.6　光学认证与定标源　19
1.3.7　角宽度的早期测量　21
1.3.8　早期巡天干涉仪及米尔斯（Mills）十字阵　22
1.3.9　厘米波太阳成像　24
1.3.10　强度廓线测量　26
1.3.11　谱线干涉测量技术　27
1.3.12　地球自转综合孔径成像　28
1.3.13　综合孔径天线阵的发展　29
1.3.14　甚长基线干涉仪　32
1.3.15　天基VLBI　37
1.4　量子效应　38
附录1.1　射电天文接收机的灵敏度（辐射计方程）　39
扩展阅读　42
参考文献　44　
2　干涉与综合孔径成像导论　57
2.1　平面模型分析　57
2.2　带宽影响　59
2.3　一维孔径综合　62
2.3.1　干涉仪响应的卷积过程　63
2.3.2　卷积定理和空间频率　65
2.3.3　一维综合实例　66
2.4　二维综合孔径　67
2.4.1　投影切片定理　69
2.4.2　三维成像　70
附录2.1　傅里叶变换实用入门　70
附录2.1.1　有用的傅里叶变换对　72
附录2.1.2　傅里叶变换的基本性质　73
附录2.1.3　二维傅里叶变换　77
附录2.1.4　傅里叶级数　78
附录2.1.5　截断函数　79
参考文献　79
3　干涉仪系统响应分析　81
3.1　强度分布和可见度函数之间的傅里叶变换关系　81
3.1.1　一般情况　81
3.1.2　东西向线性阵列　86
3.2　互相关和维纳-欣钦定理　88
3.3　接收机系统的基本响应　89
3.3.1　天线　89
3.3.2　滤波器　90
3.3.3　相关器　91
3.3.4　入射波响应　91
附录3.1　类噪声信号的数学表征　92
附录3.1.1　解析信号　92
附录3.1.2　截断函数　94
参考文献　95
4　几何关系、极化和干涉测量方程　96
4.1　天线间距坐标和轨迹　96
4.2　平面　99
4.3　条纹频率　100
4.4　可见度频率　100
4.5　基线定标　101
4.6　天线　102
4.6.1　天线座架　102
4.6.2　波束宽度和波束形状的影响　104
4.7　极化测量　105
4.7.1　天线的椭圆极化　106
4.7.2　斯托克斯可见度　109
4.7.3　设备极化　112
4.7.4　矩阵方程　115
4.7.5　设备极化校准　118
4.8　干涉仪测量方程　122
4.8.1　多基线方程　123
附录4.1　时角-赤纬坐标和方位-俯仰坐标的关系　125
附录4.2　用极化椭圆定义泄漏参数　125
附录4.2.1　线极化　125
附录4.2.2　圆极化　126
参考文献　127
5　天线与阵列　130
5.1　天线　130
5.2　可见度函数采样　133
5.2.1　采样定理　133
5.2.2　离散二维傅里叶变换　135
5.3　阵列导论　137
5.3.1　相控阵列和相关器阵列　137
5.3.2　空间灵敏度和空间传递函数　139
5.3.3　米波十字阵和T形阵　143
5.4　跟踪阵列的空间传递函数　143
5.4.1　期望的空间传递函数特性　146
5.4.2　空间频率覆盖的空洞　146
5.5　线性跟踪阵列　147
5.6　二维跟踪阵列　151
5.6.1　开放式阵列　152
5.6.2　闭合阵列构型　154
5.6.3　VLBI构型　158
5.6.4　空间VLBI天线　159
5.6.5　平板阵列　162
5.6.6　阵列构型的一些结论　164
5.7　大型阵列工程　165
5.7.1　低频段阵列　165
5.7.2　中频段和高频段阵列　167
5.7.3　超大阵列的发展　168
5.7.4　直接傅里叶变换望远镜　169
扩展阅读　170
参考文献　170
6　接收系统响应　178
6.1　变频、条纹旋转和复相关器　178
6.1.1　变频　178
6.1.2　单边带系统响应　179
6.1.3　上边带接收　180
6.1.4　下边带接收　182
6.1.5　多次变频　182
6.1.6　延迟跟踪和条纹旋转　182
6.1.7　单乘法器和复相关器　183
6.1.8　双边带系统响应　184
6.1.9　多次变频的双边带系统　186
6.1.10　双边带系统的条纹消除　188
6.1.11　双边带和单边带系统的相对优点　188
6.1.12　边带分离　189
6.2　噪声响应　191
6.2.1　相关器对信号和噪声的处理　191
6.2.2　复可见度测量噪声　195
6.2.3　综合孔径图像的信噪比　196
6.2.4　可见度幅度和相位噪声　199
6.2.5　不同干涉仪的相对灵敏度　200
6.2.6　系统温度参数　204
6.3　带宽效应　205
6.3.1　连续谱成像模式　205
6.3.2　多通道系统宽场成像　209
6.4　可见度平均效应　210
6.4.1　可见度平均时间　210
6.4.2　时间平均的影响　210
6.5　巡天速度　212
附录6.1　部分抑制边带　214
参考文献　215
7　系统设计　218
7.1　接收链路的主要电子学子系统　218
7.1.1　低噪声输入级　218
7.1.2　噪声温度测量　220
7.1.3　本地振荡器　223
7.1.4　IF及信号传输子系统　223
7.1.5　光纤传输　224
7.1.6　延迟和相关器子系统　225
7.2　本振和相位稳定性　225
7.2.1　环路相位测量方法　225
7.2.2　Swarup-Yang 系统　226
7.2.3　频偏环路系统　227
7.2.4　自动校正系统　231
7.2.5　光纤传输LO信号　232
7.2.6　锁相环和参考频率　233
7.2.7　滤波器的相位稳定性　235
7.2.8　相位误差的影响　235
7.3　信号通道的频率响应　236
7.3.1　*优响应　236
7.3.2　频率响应失真的容差：灵敏度的恶化　237
7.3.3　频率响应失真的容差：增益误差　239
7.3.4　单边带和双边带系统的延迟及相位误差　240
7.3.5　延迟误差和容差　240
7.3.6　相位误差及其灵敏度恶化　241
7.3.7　减小延迟误差的其他方法　242
7.3.8　多通道（谱线）相关器系统　243
7.3.9　双边带系统　244
7.4　极化失配误差　245
7.5　相位切换　246
7.5.1　降低杂散信号响应　246
7.5.2　相位切换的实现　247
7.5.3　相位切换的定时精度　251
7.5.4　相位切换和条纹旋转与延迟调整的相互作用　253
7.6　自动电平控制与增益定标　254
7.7　条纹旋转　255
附录7.1　边带分离混频器　255
附录7.2　光纤中的色散　256
附录7.3　混叠采样　257
参考文献　258
8　数字信号处理　263
8.1　二维高斯概率分布　264
8.2　周期采样　265
8.2.1　奈奎斯特采样率　265
8.2.2　非量化波形的样本相关　266
8.3　量化采样　269
8.3.1　二阶量化　269
8.3.2　四阶量化　272
8.3.3　三阶量化　278
8.3.4　量化效率：四阶及以上电平的简化分析　279
8.3.5　量化效率：三阶及以上的完整分析　282
8.3.6　强源的相关系数估值　286
8.4　量化的其他影响　288
8.4.1　量化数据的相关系数　288
8.4.2　过采样　292
8.4.3　量化电平与数据处理　294
8.5　数字采样精度　295
8.5.1　数字采样电平的容差　296
8.6　数字延迟电路　299
8.7　数字信号的正交相移　299
8.8　数字相关器　300
8.8.1　连续谱观测的相关器　300
8.8.2　数字谱线测量原理　300
8.8.3　延迟相关器　304
8.8.4　频谱相关器　305
8.8.5　XF和FX相关器比较　307
8.8.6　混合型相关器　311
8.8.7　宽带相关器多路复用　312
8.8.8　带宽和量化位数实例　313
8.8.9　多相滤波器组　314
8.8.10　软件相关器　317
附录8.1　的估算　319
附录8.2　二阶量化的概率积分　320
附录8.3　四阶量化的*优性能　320
附录8.4　离散傅里叶变换简介　321
附录8.4.1　复波形响应　324
附录8.4.2　补零　326
扩展阅读　327
参考文献　327
（下册）
9　甚长基线干涉测量
10　定标与成像
11　高级成像技术
12　天体和大地测量的干涉仪技术
13　传播效应：中性介质
14　传播效应：电离介质
15　范西泰特-策尼克定理、空间相干和散射
16　射频干扰
17　有关的技术