天文望远镜原理和设计 射电、红外、光学、X射线和γ射线望远镜2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第一章 光学天文望远镜基础1

1.1 光学天文望远镜的发展历史1

1.2 天文学对光学天文望远镜的基本要求3

1.2.1 空间分辨率和大气扰动3

1.2.2 聚光本领和极限星等8

1.2.3 视场和综合效率16

1.2.4 大气窗口和台址的选择18

1.3 天文光学基础21

1.3.1 现代光学天文望远镜的基本光路21

1.3.2 主要像差和基本计算公式25

1.3.3 望远镜系统的主要像差公式29

1.3.4 像场改正器的设计34

1.3.5 光线追踪、点图和评价函数38

1.4 现代光学理论42

1.4.1 光学传递函数42

1.4.2 波像差和调制传递函数48

1.4.3 斯特尔比51

1.4.4 望远镜像的空间频谱52

第二章 光学望远镜的镜面设计59

2.1 光学镜面的设计要求和局限59

2.1.1 对镜面面形的基本要求59

2.1.2 镜面支承系统和镜面精度的关系61

2.1.3 镜面变形曲线的贴合和表面误差的斜率表示68

2.2 减轻镜面重量的意义和途径69

2.2.1 减轻镜面重量的必要性69

2.2.2 薄型镜面70

2.2.3 蜂窝镜面的应用72

2.2.4 多镜面望远镜的结构73

2.2.5 拼合镜面望远镜（SMT）的结构74

2.2.6 金属镜面、碳纤维合成镜面及其他途径78

2.3 光学镜面的加工和支承80

2.3.1 光学镜面的材料特性80

2.3.2 光学镜面的加工82

2.3.3 光学镜面的镀膜84

2.3.4 光学镜面的支承结构84

第三章 光学天文望远镜结构和自动控制89

3.1 望远镜机架结构的基本形式89

3.1.1 赤道式天文望远镜89

3.1.2 地平式天文望远镜90

3.1.3 六杆万向平台式天文望远镜96

3.2 望远镜的镜筒和其他结构设计102

3.2.1 望远镜镜筒的误差要求102

3.2.2 望远镜的镜筒设计103

3.2.3 望远镜副镜的四翼梁设计104

3.2.4 望远镜轴承的设计104

3.2.5 望远镜的静态结构分析107

3.3 望远镜的驱动和自动控制110

3.3.1 望远镜的基本运动方式及要求110

3.3.2 传动机构设计的基本动向111

3.3.3 望远镜的轴角位置指示112

3.3.4 望远镜的指向误差的校正118

3.3.5 望远镜的伺服控制和智能分布120

3.3.6 光电导星和电视监视123

3.4 望远镜的动态结构分析125

3.4.1 风和地震波的能量谱125

3.4.2 望远镜的动态模拟130

3.4.3 望远镜的结构控制模拟135

3.4.4 望远镜的振动控制136

3.4.5 望远镜的基础设计141

第四章 光学天文望远镜的新技术145

4.1 主动光学和自适应光学145

4.1.1 主动光学和自适应光学的基本原理145

4.1.2 波阵面误差的检测147

4.1.3 主动镜面的执行机构150

4.1.4 主动光学的控制过程152

4.1.5 主动光学中的波阵面曲率补偿155

4.1.6 自适应光学对大气扰动的补偿157

4.1.7 人造激光星和自适应光学159

4.2 光学望远镜的干涉技术161

4.2.1 斑点干涉技术161

4.2.2 迈克尔逊干涉仪163

4.2.3 强度干涉仪165

4.2.4 振幅干涉仪170

第五章 空间光学望远镜及其发展174

5.1 轨道空间的环境及轨道的选择174

5.1.1 空间轨道简介174

5.1.2 轨道空间的温度环境176

5.1.3 轨道空间的其他环境179

5.2 空间光学望远镜工程181

5.2.1 空间望远镜181

5.2.2 下一代空间望远镜184

5.2.3 空间光学干涉仪187

第六章 射电天文望远镜基础190

6.1 射电望远镜的发展历史190

6.2 天文学对射电望远镜的要求191

6.3 大气射电窗口和台址选择194

6.4 射电望远镜的基本参量197

6.4.1 天线方向图197

6.4.2 增益198

6.4.3 天线的噪声温度199

6.4.4 天线效率200

6.4.5 天线的极化特性202

6.4.6 射电望远镜基本参数的优化选择203

6.4.7 偏轴射电望远镜的特性210

第七章 射电天文望远镜的设计215

7.1 天线的误差理论和保形设计215

7.1.1 电磁波的透射损耗215

7.1.2 天线的误差理论216

7.1.3 天线的保型设计220

7.1.4 天线表面的最佳抛物面贴合222

7.1.5 射电望远镜的镜面和接收器位置允差225

7.1.6 副镜支承的口径遮挡和天线噪声230

7.2 射电望远镜的结构设计234

7.2.1 射电望远镜的基本结构形式234

7.2.2 抛物面射电望远镜的设计240

7.2.3 风对射电望远镜的影响243

7.2.4 射电望远镜的主动控制245

7.3 射电天文干涉仪251

7.3.1 射电干涉仪的基本原理251

7.3.2 十字天线254

7.3.3 综合孔径望远镜255

7.3.4 甚大天线阵256

7.3.5 甚长基线干涉仪256

7.3.6 空间射电干涉仪257

第八章 毫米波和亚毫米波望远镜260

8.1 温度对毫米波和亚毫米波望远镜的影响260

8.1.1 毫米波和亚毫米波望远镜的特点260

8.1.2 天线的温度环境262

8.1.3 热量的传递公式262

8.1.4 面板的温度考虑266

8.1.5 背架的温度考虑268

8.2 毫米波和亚毫米望远镜的结构设计271

8.2.1 面板的要求和加工271

8.2.2 背架和其他结构274

8.2.3 摆动副镜的设计276

8.2.4 温度传感器、倾斜仪、加速度仪和光学指向望远镜278

8.2.5 毫米波望远镜中主动光学的应用280

8.2.6 望远镜防雷电的保护措施281

8.3 低膨胀碳纤维合成材料282

8.3.1 碳纤维合成材料的性质282

8.3.2 异形三明治结构的温度变形286

8.4 全息检测和准光学理论289

8.4.1 全息面形检测289

8.4.2 天线的面板调整295

8.4.3 准光学理论296

8.4.4 广谱平面天线的应用297

第九章 红外、紫外、X射线和γ射线望远镜300

9.1 红外望远镜300

9.1.1 红外望远镜的基本要求300

9.1.2 红外望远镜的结构特点302

9.1.3 红外调制技术305

9.1.4 空间红外望远镜305

9.2 X射线和紫外线望远镜308

9.2.1 X射线的基本特性308

9.2.2 X射线成像望远镜311

9.2.3 X射线观察卫星315

9.2.4 紫外天文卫星317

9.3 γ射线望远镜319

9.3.1 γ射线空间望远镜319

9.3.2 切伦科夫γ射线望远镜320

第十章 天文望远镜综述325

10.1 电磁波和地球大气层325

10.2 地面天文望远镜326

10.3 空间天文望远镜329