基于波导口的新型Ka频段超导滤波器设计

传统的Ka频段高温超导滤波器设计都是基于同轴接口．本文首次提出了一种新型的波导接口的Ka频段高温超导滤波器,滤波器与波导微带转换集成设计．设计中利用参数扫描技术克服了由于介质非均匀性而引起的频率偏移问题．测试结果表明本文提出的方案可以显著改善滤波器的性能．相对传统的基于同轴接口的设计方案,本文提出的方案可以显著改善滤波...     

基于VPX架构的测控通信综合测试系统设计

针对传统测控通信系统测试设备种类多、数量大、设备间连接关系复杂,难以满足当前型号任务快速、通用、集成的测试需求,提出了一种基于VPX总线架构的测控通信综合测试系统。系统将以往型号测试采用的前端设备、变频设备、基带设备综合集成,以VPX板卡形式集成到一台机箱,利用背板高速串行总线替代传统设备间电缆,显著简化了系统组成,提高测试设备通用性。     

水声通信实验信道仿真研究

水声信道的时变多途特性对其中通信信号传输构成严重影响，为了分析评估现实实验信道条件下水声通信系统的性能，给出了一种基于实验测量的水声信道仿真方法。此方法通过发射线性调频脉冲以检测信道多径结构，同时分别采用自回归模型与多普勒时间压扩来仿真信道中各路径的时变幅度与时变延迟。通过一个具体的直接序列扩频水声通信系统，表明在仿真与实验信道条件下系统性能具有较好的一致性。     

ka频段低温接收前端设计

低温接收前端是深空探测地面应用系统的重要组成部分,深空测控距离遥远,需要挖掘一切潜力提高地面设备的接收能力。接收前端工作在低温环境,能够有效降低接收系统的噪声温度,提高系统的G/T值。提出了馈源制冷接收前端设计的若干关键技术,并给出样品研制测试结果。测试结果表明Ka频段采用馈源制冷低温接收前端噪声温度小于45K。     

基于时间反转扩频的隐蔽水声通信方法

针对低信噪比条件下水下小尺度平台与通信浮标间进行隐蔽水声通信时,强多径干扰导致通信困难的问题,提出了一种基于时间反转技术的直接序列扩频隐蔽通信方法。该方法利用多通道主/被动时间反转的空时聚焦效应,提高了低信噪比条件下直接序列扩频通信的抗多径干扰能力,并且具有良好的低检测概率通信能力。仿真和水池实验结果表明:该方法满足水下小尺度平台处理结构简单、低功耗的要求,实现了水下单阵元平台与通信浮标之间的双向隐蔽通信。     

时变信道下的被动时间反转扩频水声通信

本文研究了时变信道条件下采用被动时间反转的直接序列扩频水声通信方案。多通道被动时间反转可通过对信道多径进行时间、空间聚焦实现信道匹配,但低信噪比、时变特性造成的信道特性失配对被动时间反转处理的性能造成严重影响。在垂直阵接收的基础上,本文采用码片级信道估计获取水声信道特性并进行周期性更新,并采用已判决码元产生的扩频码片作为信道估计训练序列,结合应用稀疏信道估计算法抑制零值抽头上的估计噪声,从而可有效改善时变、低信噪比条件下的被动时间反转处理的时、空多径聚焦效果,提高扩频通信性能。通过湖试实验比较了采用稀疏信道估计、传统信道估计算法的时反扩频接收机,以及经典直扩接收机的通信性能,实验结果表明：本文方案可在低信噪比获得较好的性能,并有效抑制时变信道对时反扩频通信性能的影响。     

量子直接通信

量子直接通信是量子通信中的一个重要分支, 它是一种不需要事先建立密钥而直接传输机密信息的新型通信模式. 本综述将介绍量子直接通信的基本原理, 回顾量子直接通信的发展历程, 从最早的高效量子直接通信协议、两步量子直接通信模型、量子一次一密直接通信模型等, 到抗噪声的量子直接通信模型以及基于单光子多自由度量子态及超纠缠态的量子直接通信模型, 最后介绍量子直接通信的研究现状并展望其发展未来.     

精密离心机测控与加速度计标校自动化系统设计

惯导加速度计在精密离心机上的标校应用试验,涉及精密离心机动态半径和静态半径的精密测量、转速的精确测控以及被校加速度计信号的正确采集与实时传输等操作,需严格控制各类测控仪器的动作时序逻辑实现精密离心机精密测控与加速度计标校应用试验的自动化操作。介绍一种精密离心机测控与加速度计标校应用试验自动化系统设计,硬件上基于LAN总线组网集成精密离心机各类测控仪器,构建分布式测控系统,并应用外部光栅编码器脉冲信号作为触发信号控制测控仪器的硬件时序同步逻辑;软件上应用共享变量技术实现各类测控参数的有序传输,针对动态波形类大数据测试信号的共享变量传输可靠性差问题,提出一种基于文件动态拷贝的网络数据传输方案,设计严格的共享变量传输逻辑机制,实现了各类测控参数正确有序采集与传输。应用试验表明,设计的精密测控与加速度标校应用试验自动化系统满足加速度计在精密离心机上的标校自动化需求,显著提高了加速度计标校应用试验效率。     

基于PAC的测控系统设计与实现

为实现某化学分析测量仪器自动化测控需求,通过分析研究数字量与模拟量输入监测及温度、电磁阀等控制技术,设计组建了基于PAC的组件式测控系统,编制了基于模块化开发、工作流程的数据结构设计、多线程技术的测控软件,经过多次实验验证,测控系统稳定可靠,实现了无人值守长时间运行。     

猝发混合扩频水声隐蔽通信技术

针对常规的连续载波调制扩频通信方式容易通过能量检测的方法被截获的问题,提出了一种猝发的混合扩频水声隐蔽通信方式,该方法通过在时间上随机的发送脉冲混合调制扩频信号来降低截获概率,而且可以比较灵活的通过调整平均占空比来满足不同隐蔽性的要求,但是该隐蔽性是以牺牲通信速率为代价的。猝发信号中混合了二进制相位键控(BPSK)、循环移位键控(CSK)和多进制频移键控(MFSK)扩频调制方式,采用自同步和时频二维搜索算法实现码元和载波同步。通过仿真分析了猝发通信系统的隐蔽性能和多途信道下的误码性能,并且通过了南海海试验证了算法的性能,在5 km的通信距离上,4 kHz的带宽内,单个脉冲信号的通信速率可以达到317 bps,误码率达到10^-3以下。     

基于无线传感器网络的飞行器测控通信系统测量方案设计

随着航天技术的发展,飞行器测控通信系统需要测量的参数种类和数量不断增加,但同时要求系统在进行方案搭建时满足更高的可靠性、更小的体积和更小的设备质量。为解决这类问题,提出了基于无线传感器网络的飞行器测量方案,方案重点从节点配置、时间同步、网络拓扑、能源供应等方面对方案进行阐述,最后给出了应解决的关键技术攻关方向。     

Ka波段带状注相对论扩展互作用振荡器的模拟设计

利用三维粒子仿真软件,对工作在Ka波段的带状注相对论扩展互作用振荡器进行了模拟仿真设计。采用宽高比为30∶1的带状电子束以降低空间电荷效应,选择多间隙耦合腔为高频结构以增加器件功率容量,在电子束电压为400 kV、束流为2 kA、轴向引导磁感应强度为1 T的情况下,器件输出微波功率为240 MW,频率为30 GHz,效率为30%。     

航天器多路射频频谱自动监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统。该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息。针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端。户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。     

航天器地面综测系统软件间通信协议的现状与改进

传统的航天器地面综测系统软件间通信协议一般是根据不同航天器的测试任务和测试特点而制定的,没有形成统一规范,各航天器综测系统软件协议和接口的差别甚大,导致综测系统软件可移植性差;针对现有航天器地面综测系统软件间通信协议可扩展性能差的现状,以新型小卫星地面综测系统的设计研发为依托,探索并设计了一套基于XML描述与传输的通信协议,开发了地面综测系统软件,并对该通信协议进行了实现和试验;经试验证明,利用XML描述与传输的综测系统软件协议和XML串行化反串行化技术,该通信协议具备良好的操作性和可扩展性,较大的简化了航天器地面综测系统软件间的接口设计,增强了综测系统软件的可移植性。     

基于数据驱动的航天器三维可视化系统设计

航天器数据庞大繁杂,为了给设计人员提供快速检验设计思想的便捷工具,对基于数据驱动的航天器三维可视化系统进行了研究。在分析航天器可视化系统特点的基础上,提出系统功能要求,继而提出了基于数据驱动的三维可视化系统构建方案,介绍了可视化系统组成、核心模块关系。在基于MFC框架及Vega Prime为主的开发的前提下,对系统模块划分进行了研究,给出模块功能和实现方案。为了提升系统展示效果,对消息缓冲与插值延迟、特效集成与驱动机制、相机管理和场景切换等关键技术提出了优化设计方案,使之更加适应航天器可视化展示需求。设计系统较传统可视化系统展示更为流畅,场景视角切换更为智能。系统已应用于多个航天器研发工作中,应用效果证明系统具有良好的通用性和实用性,具有一定的推广价值。     

模块化航天器电源系统仿真研究

模块化航天器快速响应对迅速提高我国空间信息支援能力具有重大意义,所以为了快速增强我国空间实力,以快速响应为背景,对模块化航天器进行研究,首先介绍了模块化航天器及其快速集成测试方法,之后,以模块化航天器电源系统为例,通过数学模型搭建了其Simulink模型,主要对帆板面积,蓄电池容量,以及卫星在轨功率进行分析,最后,通过仿真结果验证了所建模型的准确性,为模块化航天器快速响应奠定了基础,同时提出了模块化航天器电源系统的快速响应应用模式。     

航天器数字化测试模式设计与应用

随着航天事业的发展,航天器将迎来高密度的研制和发射任务。测试设计和实施同步、测试现场消耗大的测试模式导致测试效率低下,不能满足未来的综合测试需求。为解决航天器测试效率不能适应测试任务的问题,设计了航天器数字化测试模式。搭建数字化测试平台,实现测试准备、测试实施、测试评估全周期自动化。基于数字化测试平台,开展综合测试专业化设计与实施。推进测试设计与测试实施分离,将测试设计工作前移,测试设计人员通过测试用例与测试判据的精细化设计,将测试准备工作做充分,实现测试实施和评估过程自动化。数字化测试模式应用于多个航天器型号综合测试,形成多个固化测试用例数据库,有效提升测试效率,为后续型号测试能力的提升奠定坚实的基础。     

航天器多总线系统网信息仿真系统设计

针对航天器系统网多组1553B与串行总线通信的应用情况,设计了一种航天器多总线系统网信息仿真系统;系统采用三层网络的数据系统架构,使用C语言与CVI混合编程以多线程机制模拟遥测遥控数据的采集、处理、显示及存储,具有人机界面友好,可靠性、实时性高及成本低的特点;试验结果表明,该系统功能及性能完全满足航天器系统网信息仿真要求,有效支撑了航天器系统网的总体设计,大幅度降低了研发周期。     

谐衍射/折射双波段系统设计

将谐衍射透镜成功地引入红外凝视阵列探测器双波段系统的设计中,使系统在3．7～4．3μm的中波红外和8．7～11．5μm的长波红外波段同时较好的完成了像差校正。光学传递函数在两个波段范围内,在18lp／mm时的归一化值均大于0．5,接近衍射极限。该系统具有100％冷光栏效率。设计结果表明,谐衍射透镜的光谱特性介于折射透镜与衍射透镜之间,色散大小可以控制,降低了对工艺水平的要求,使红外双波段系统结构紧凑,透镜组片数少、分辨率高。为红外光学设计提供了一种全新的器件。     

基于DSP的航天器压力变化检漏仪的设计

航天器的密封性能是极其重要的指标之一,利用压力变化方法进行舱体密封性检漏是保障其密封性的重要技术手段;设计研制小型压力变化检漏仪对满足航天器检漏设备小型集成化、高精度的迫切需求是十分重要的;以DSP为数据的核心处理器,分析绝压和差压具有温度补偿方法,设计基于485通信接口实现数字绝压传感器的数据采集,采用250Ω的高精度电阻接入电流环的方法实现差压传感器的信号调理,通过ADS1247高精度24位数模转换器实现差压信号的采集;并采用恒流供电和电阻比测量原理实现对两路热敏电阻温度传感器的测量;各信号经DSP中固化的压力变化检漏算法集中处理,得到被测物体的漏率值,检测结果通过LCD显示。所研制集绝压、差压和温度多参量监测于一体的检漏仪,经过温度、压力、检漏试验等测试,验证了其精度和检漏能力满足要求;研究结果表明：所研制的检漏仪小巧,精度高,可靠性高,可实现压力、温度、漏率等多参量的同时监测,漏率检测的最大相对误差为19.3%,相对不确定度小于2%,可有效地解决航天器泄漏检测的问题。