《航天器有效载荷》从航天器有效载荷的基本概念出发，通过系统梳理与总结有关研究成果，并结合作者从事相关教学科研工作的经验积累，详细分析了航天器有效载荷的工作环境及其效应，归纳了有效载荷系统研制的一般规律和做法，系统阐述了遥感、通信、导航、科学与对抗五类有效载荷的相关内容，努力做到系统覆盖、知识丰富、深入浅出。 
　　《航天器有效载荷》可供航空宇航科学与技术专业教学使用，也可供相关专业／行业中的教师、学生、科研人员、工程技术人员和管理人员等参考和使用。

第1章 概述
1.1 航天
1.1.1 空域划分
1.1.2 航天资源
1.1.3 航天活动
1.1.4 航天系统
1.2 航天器
1.2.1 概念
1.2.2 分类
1.2.3 组成
1.2.4 特点
1.2.5 现状与发展趋势
1.3 航天器有效载荷
1.3.1 概念
1.3.2 分类
1.3.3 地位与作用

第2章 有效载荷工作环境与效应
2.1 外部空间环境
2.1.1 地球大气环境
2.1.2 等离子体环境
2.1.3 地球磁场
2.1.4 粒子辐射环境
2.1.5 空间光辐射环境
2.1.6 空间引力场
2.1.7 微流星体与空间碎片
2.1.8 行星际空间环境
2.2 空间环境效应
2.2.1 大气环境效应
2.2.2 等离子体环境效应
2.2.3 地磁场效应
2.2.4 粒子辐射环境效应
2.2.5 空间光辐射环境效应
2.2.6 失重效应
2.2.7 微流星体与空间碎片的危害
2.3 平台内部环境
2.3.1 力学环境
2.3.2 热环境
2.3.3 电磁环境
2.4 平台内部环境效应
2.4.1 力学环境效应
2.4.2 热环境效应
2.4.3 电磁环境效应

第3章 有效载荷系统研制
3.1 航天器系统研制阶段
3.2 有效载荷系统研制的程序和要求
3.2.1 研制程序
3.2.2 研制要求
3.3 有效载荷分析与设计
3.3.1 约束条件分析
3.3.2 环境适应性分析与设计
3.3.3 性能参数分析与选择
3.3.4 热控设计
3.3.5 电磁兼容性设计
3.3.6 寿命与可靠性设计
3.3.7 个性化特殊设计
3.3.8 配置与布局设计
3.3.9 常用分析与设计工具
3.4 有效载荷试验与测试
3.4.1 环境适应性试验
3.4.2 电磁兼容性试验
3.4.3 可靠性试验
3.4.4 在轨测试

第4章 遥感类有效载荷
4.1 遥感理论基础
4.1.1 电磁波与电磁波谱
4.1.2 辐射度学与光度学
4.1.3 地球大气对太阳辐射的影响
4.1.4 地物的反射辐射与热辐射
4.1.5 航天遥感基本原理
4.2 光学成像遥感器
4.2.1 基本概况
4.2.2 胶片型空间相机
4.2.3 光机扫描仪
4.2.4 空间CCD相机
4.2.5 空间相机的典型应用
4.3 微波遥感器
4.3.1 雷达组成与工作原理
4.3.2 微波高度计
4.3.3 微波散射计
4.3.4 微波辐射计
4.3.5 成像雷达
4.4 电子侦察卫星有效载荷
4.4.1 天线
4.4.2 接收机
4.4.3 信号处理设备
4.5 典型的遥感类有效载荷应用系统
4.5.1 KH-12照相侦察卫星
4.5.2 Lacrosse雷达成像侦察卫星
4.5.3 Trumpet电子侦察卫星
4.5.4 DSP导弹预警卫星

第5章 通信类有效载荷
5.1 卫星通信概述
5.1.1 卫星通信的概念
5.1.2 卫星通信的特点
5.1.3 卫星通信系统的组成
5.1.4 卫星通信系统的工作过程
5.1.5 卫星通信系统的分类
5.2 有效载荷组成与基本参数
5.2.1 有效载荷组成
5.2.2 基本参数
5.3 星载通信天线
5.3.1 星载通信天线的分类与基本特性
5.3.2 星载通信天线的研制要求
5.3.3 多波束卫星天线技术
5.4 星载转发器
5.4.1 透明转发器
5.4.2 处理转发器
5.4.3 转发器的应用现状
5.5 典型通信卫星有效载荷
5.6 典型的通信类有效载荷应用系统
5.6.1 国防卫星通信系统
5.6.2 “军事星”卫星通信系统
5.6.3 全球宽带卫星

第6章 导航类有效载荷
6.1 卫星导航概述
6.1.1 星导航定位和测速方法的分类
6.1.2 卫星导航的性能指标
6.1.3 卫星导航发展简介
6.2 低轨测速导航系统及有效载荷
6.2.1 系统组成
6.2.2 工作原理
6.2.3 有效载荷
6.3 全球导航定位系统及有效载荷
6.3.1 系统组成
6.3.2 工作原理
6.3.3 有效载荷
6.4 地球同步卫星无线电测定系统及有效载荷
6.4.1 系统组成
6.4.2 工作原理
6.4.3 有 效载荷
6.5 典型的导航类有效载荷应用系统

第7章 科学类有效载荷
7.1 空间环境探测有效载荷
7.1.1 磁场测量仪器
7.1.2 质谱计
7.1.3 光谱仪
7.1.4 空间带电粒子探测器
7.1.5 空间碎片探测器
7.1.6 空间辐射效应探测器
7.2 深空探测有效载荷
7.3 空间科学试验有效载荷
7.3.1 空间材料科学试验
7.3.2 空间生命科学试验
7.3.3 空间药物生产试验

第8章 对抗类有效载荷
8.1 天基攻防技术
8.1.1 天基攻击技术
8.1.2 卫星系统脆弱性及防御技术
8.2 天基激光武器
8.2.1 研究概况
8.2.2 光源——激光器
8.2.3 激光武器破坏效应
8.3 天基微波武器
8.3.1 天基微波武器的类型
8.3.2 高功率微波武器组成与工作原理
8.3.3 高功率微波产生器件
8.3.4 微波功率合成
8.3.5 微波武器破坏效应
8.4 天基动能武器
8.4.1 KKV组成与关键技术
8.4.2 KKV拦截方式
8.4.3 KKV拦截精度
8.4.4 KKV的破坏效应
参考文献

2．2．2等离子体环境效应
　　1．对航天通信和测控系统的影响
　　因为电离层中存在不规则体，会使经其传播的高频、甚高频直至超高频波受到法拉第效应和电离层闪烁的影响，使波发生时延、信号衰落，通信质量下降。法拉第旋转可使天线偏振失调，电离层闪烁造成经电离层传播的电波幅度、相位、到达角和偏振特性发生不规则的起伏，千兆赫频段信号幅度起伏达lOdB。而在航天测控方面，在用电波的多普勒效应测量来确定航天器的轨道时，必须根据实时的电离层信息来作修正。好的电离层模式可修正电离层影响的3／4。
　　2．对航天器轨道和姿态的影响
　　电离层中的电子和离子，对航天器的运动也产生小份额的阻力，但当大尺度航天器运行在电离层环境中有大面积高负电位时，这将增大它们和正离子的作用面积，从而使阻力增大。当航天器横切磁力线飞行时，会产生感应电动势，并通过周围的等离子体形成电流回路，又将产生新的阻力。
　　3．对航天器充电电位的影响
　　构成电离层的等离子体在决定航天器电位中起着很大的作用，由于它的电子和离子的能量很低，只要航天器相对于等离子体有很小的电位差，就可以吸引异性带电粒子，因它们的密度一般很高，所以很快中和了航天器上积累的电荷，使之保持在相对于空间等离子体很低的电位上。但当电离层的冷等离子体出现低密度的“空洞”（如极区、航天器尾流等）并有高通量沉降等离子体时，则处于其中的航天器会发生高充电。
　　4．对航天器电源功率的影响
　　当航天器需要很大的电源功率时，为了减少输电过程中的损耗，也为了减少供电电流和地磁场的相互作用，通常采用高电压供电，工作电压一般为1OOV到数百伏。当其在电离层这样稠密的冷等离子体中运行时，要提高其太阳阵工作电压遇到的根本困难之一是电流泄漏，降低了电源的供电效率，在电源功率为30kW、工作电压为200V时，功率损耗可达3％。
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