光PM-DQPSK调制格式性能研究

对偏振复用-33%归零-差分正交相移键控(PM-33%RZ-DQPSK)和偏振复用-抑制载波归零-差分正交相移键控(PM-CSRZ-DQPSK)调制格式进行了传输性能仿真,在仿真过程中,分别考虑了光纤系统中的偏振模色散(PMD)、色散(CD)和非线性效应(SPM)三种限制因素。仿真结果表明偏振复用系统比非偏振复用系统更易受到PMD、CD和非线性效应的影响。整体来看,PM-CSRZ-DQPSK调制格式的传输性能比PM-33%RZ-DQPSK更为优秀。     

三种载波抑制归零码光调制格式性能

首先分析了基于载波抑制归零码的光载波抑制归零-开关键控(CSRZ-OOK)、载波抑制归零-差分相移键控(CSRZ-DPSK)和载波抑制归零-差分正交相移键控(CSRZ-DQPSK) 三种光调制格式的时域和频域特性,并数字仿真了其在40 Gbit/s单信道光纤系统中的传输性能.以Q值、眼图和误码率(BER)作为性能评价指标,研究了这三种调制格式对色散(CD)、偏振模色散(PMD)和非线性效应的抑制作用.结果表明:CSRZ-DQPSK相对于CSRZ-OOK、CSRZ-DPSK对色散、偏振模色散和非线性效应有非常好的容忍能力.     

高空低气压、低温环境下的电晕放电模拟试验系统

为研究高空低气压、低温环境下的电晕放电特性,研制了由气压泵、气压计、温控箱、密闭气罐、高压静电源、动态电位测试仪等组成的低气压、低温环境电晕放电模拟试验系统。该系统可实现10-2 Pa~100 k Pa范围内的气压调节和-60~20℃范围内的温度调节,满足试验所需的气压和温度要求。并利用此系统进行了不同气压下的电晕放电试验,初步得到了电流波形随气压的变化规律。试验结果表明:在10~100 k Pa气压范围内,当温度、湿度等其他环境因素基本不变时,随着气压的降低,电晕放电电流脉冲上升沿及放电形成所需要的时间增加,而放电电流脉冲下降沿和持续时间基本不变,分别约为320 ns和600 ns。     

月尘环境下太阳电池阵表面充电的数值模拟研究

为得到月尘环境下太阳电池阵表面充电特性,根据等效电路原理,结合月尘特殊环境以及太阳电池阵结构特点,建立了月尘环境下太阳电池阵表面充电模型,并分别在阴暗区和光照区两种不同环境下进行了表面充电数值模拟分析。研究结果表明,由于月球表面复杂的空间环境,不同区域、不同时间具有不同的空间环境,在等效电路数值模拟过程中,电路中各个等效元件的参数值会随着环境的改变而改变。月球日照区域,太阳电池阵表明电势最高可达到100 V。在阴暗区,由于电子的热运动速度远大于离子的热运动速度,太阳电池阵表面电势为-100~-2 000 V,极端条件下能够达到-5 000 V。该计算结果对月尘环境下太阳电池阵静电防护具有一定指导价值。     

航天器内部孤立导体电子照射表面起电时域特性

为解决高能电子给航天器内部孤立导体带来的静电充电问题,综合考虑空间环境中电子流密度、照射电子能量、金属材料二次电子特性及材料大小等因素,理论推导出电子照射金属表面起电时域一般微分表达式。利用有限差分法对微分方程进行数值求解,通过具体例子讨论了不同金属在电子照射下表面电位随时间变化的情况。得到了入射电子流密度、电子能量、金属二次电子系数及照射时间等因素与航天器内部孤立导体表面电位变化规律。结果表明,通过对材料及航天器内部空间环境参数的控制,可以使充电至放电电位所需时间大于放电时间,避免持续不间断放电的发生,从而减小放电造成的危害。     

月尘对太阳电池阵开路电压影响研究

通过地面模拟实验获得月尘对光线遮挡效果数据,结合月尘和光传输特性,拟合出一新的月尘对光线遮挡数学模型。理论计算结果与实验数据进行对比,验证该模型的准确性。发现随着月尘厚度线性增加而光线的透过率呈指数下降。通过月尘吸附对太阳电池阵开路电压影响的研究,提出一个新的解析表达式。地面模拟实验获得月尘对太阳电池阵开路电压影响数据,理论计算结果与实验数据进行对比,验证该理论模型的可行性和准确性。发现随着月尘厚度线性增加太阳电池阵开路电压呈指数下降。     

高压太阳能电池阵静电放电效应（英文）

A certain number of charges are deposited on the surface of high-voltage solar array because of effects of space plasma,high-energy charged particles,and solar illumination,hence the surface is charged.Phenomena of electrostatic discharge(ESD) occur on the surface when the deposited charges exceed a threshold amount.In this paper,the mechanism of this ESD is discussed.The ground simulation experiment of the ESD using spacecraft material under surface charging is described,and a novel ESD protecting method for high-voltage solar array,i.e.an active protecting method based on the local strong electric field array is proposed.The results show that the reversal potential gradient field between the cover surface and the substrate materials of high-voltage solar array is a triggering factor for the ESD on the array.The threshold voltage for the ESD occurring on the surface is about 500 V.The charged particles could be deflected using the electric field active protecting method,and hence the ESD on the surface is avoided even when the voltage on the conductor array increases to a certain value.These results pave the way for further developing the protecting measures for high-voltage solar arrays.