长河二号授时监测接收机设计与实现

长波授时系统是目前国际上授时精度较高的大型地基无线电授时服务系统，其授时信号采用罗兰C信号发播体制，具有作用距离远、稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强等优点。针对GNSS信号在某些特定区域易被干扰、易失锁的问题，设计并实现了一种长河二号授时监测接收机，采用信号完好性检测、ASF（附加二次相位因子）时延修正等技术，实现了高精度、高可靠长波授时与时差监测，可作为GNSS授时的重要补充手段。     

长河二号授时监测接收机设计与实现

长波授时系统是目前国际上授时精度较高的大型地基无线电授时服务系统,其授时信号采用罗兰C信号发播体制,具有作用距离远、稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强等优点。针对GNSS信号在某些特定区域易被干扰、易失锁的问题,设计并实现了一种长河二号授时监测接收机,采用信号完好性检测、ASF(附加二次相位因子)时延修正等技术,实现了高精度、高可靠长波授时与时差监测,可作为GNSS授时的重要补充手段。     

基于脉冲调制的共频带定位系统抗远近效应研究

在共频带定位系统中由于远近效应的影响,近场强定位信号可能对远场弱定位信号形成压制干扰,导致远场信号无法被捕获,进而影响系统的定位精度。针对该系统存在的远近效应问题,本研究利用脉冲调制法对其进行抑制。首先,分析了远近效应产生的原因;其次,对脉冲调制的关键参数占空比和脉冲图案设计进行了深入研究,设计得到了一种适用于本系统的脉冲调制方案;最后,从理论和仿真两方面对所设计的脉冲调制方案进行性能分析。仿真结果表明:在经过脉冲调制后,受到远近效应影响的弱信号被捕获的概率大幅提升;同时,在强弱信号功率比为40dB以内时,使用脉冲调制技术可以有效的改善弱信号捕获性能。     

基于模拟场景的接收机授时接口测试方法

介绍了接收机授时接口的工作原理，提出了一种基于模拟工作场景的接收机授时接口新型测试方法，通过设计程控IRIG-B时间码发生器模拟产生异常时码，测试了接收机授时接口的容错性，并以长期授时测试场景用例检验了接收机授时接口工作稳定性，解决了实验室条件下接收机数据时间戳乱序、长期工作中时间戳跳变以及接收机授时信号异常控制等授时接口测试的难题。     

单站GPST/GLONASST时差监测研究

精密定时/授时是全球导航卫星系统（GNSS）中重要的一部分。每个GNSS都维护有自己的参考时间,尽管他们都向协调世界时溯源,但各系统间可能存在着几十甚至几百ns的偏差。要充分利用各个系统的卫星资源进行统一定位和授时服务就必须准确确定各个系统间的时差。文中分析了基于空间信号法的单站时差监测原理,提出了利用GPS/GLONASS多模双频接收机输出的两个系统的观测数据、导航电文以及标准共视数据监测GLONASST与GPST的时差方法。利用BIPM T公报公布的相关数据对130d的时差监测结果进行了评定。结果表明,130d中,时差监测结果消除系统差后与T公报结果最大偏差优于8ns,证明监测结果是有效可用的。     

一种校准空口误差矢量幅度的辐射信号产生方法

新一代通信技术愈发依赖毫米波信号，空口条件下毫米波信号质量的校准成为亟需解决的问题。在此背景下提出了一种用于空口毫米波信号误差矢量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)参数校准的W频段宽带矢量调制辐射信号产生方法，可以提供高载频、高传输速率的宽带矢量调制信号，为毫米波接收设备EVM参数的校准提供标准信号。使用倍频加混频的方式，获得符号速率1 GBaud(500 MBaud)的W频段正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK)矢量调制信号，通过天线辐射到空间传输。接收天线在远场条件处对信号进行接收，经过下变频后得到载频1 GHz的QPSK接收信号，解调后信号的EVM约为20%@1 GBaud(10%@500 MBaud)。为提高接收信号质量，研究了相应的预失真与信号平均技术，通过结合发射接收信号来估计传输链路误差并进行迭代补偿，将EVM最低降低到5.2%@1 GBaud(2.1%@500 MBaud),大幅度地提高了信号质量，为空口EVM参数校准提供了高质量的辐射信号。     

光纤射频稳相传输技术试验研究

针对上行天线组阵技术对高稳定度射频信号的需求,提出了一种适用于上行天线组阵技术的光纤稳相传输试验方案。基于光纤延迟线的闭环稳相传输系统通过双向传输侧音信号,对光纤链路相位抖动进行监测并闭环补偿。阐述了试验原理和方法,搭建了桌面演示试验系统。试验结果表明,1 km光纤温度变化达到40 ℃时,射频信号通过该系统后相位抖动不超过1°,从而说明利用该技术可以有效补偿光纤射频传输系统的相位抖动,满足上行天线组阵技术对高稳定度射频信号的需求。     

强信号下GNSS接收机前端处理引起的相关损耗

在全球导航卫星系统（GNSS）信号质量监测及GNSS射频（RF）信号模拟器测试等应用中,有用信号功率往往远高于噪声功率。针对二进制相位移位键控（BPSK）和二进制偏移载波（BOC）调制信号,首次研究了这种强信号条件下接收机带限滤波、采样和量化（BSQ）引起的相关损耗。首先分析了不考虑量化作用时由滤波和采样引起的损耗;然后分析了不考虑前端滤波时由量化和采样引起的损耗,推导了相关损耗的解析表达式并得到了量化器的最佳量化间隔;最后,对于滤波、采样、量化共同作用引起的损耗,采用蒙特卡罗方法仿真分析了GPS L1 C/A信号在不同滤波带宽和量化比特数下的归一化相关功率,探讨了根据仿真结果拟合相关损耗解析表达式的方法以简化分析。      

基于TRL的非标准接口机载射频线缆测试方法

机载射频（RF）线缆是传输信号的主要介质，其回波损耗等性能参数影响飞机通导系统的工作，目前存在多种非标准接口线缆，需采用精密的转接引线，但其对阻抗、传输损耗等参数要求较高，且易发生性能衰减，导致测试结果产生较大误差。因此，针对应用精密转接引线进行测试时存在的问题，提出了基于TRL的非标准接口机载射频线缆测试方法。利用级联传输参数矩阵的方法对转接引线与待测线缆进行建模；利用改进的TRL校准方法对转接引线的参数进行去嵌入获取待测线缆的散射参数，进而评估机载射频线缆的性能。应用所提方法进行机载射频线缆测试实验，结果表明：除个别谐振点外，回波损耗最大误差约为1 dB，传输损耗最大误差约为0.2 dB，验证了所提方法的可行性和有效性。     

抗辐射保偏光纤的制备及其特性研究

通过对保偏光纤进行光漂白与低温相结合处理的方式，来提高光纤的抗辐射性能。保偏光纤再经过1.0 kGy的高剂量预辐照处理后，其损耗会明显增大。随后采用980nm的激光对光纤进行光漂白处理,其损耗并没有发生明显变化。但是，处理后的样品在小剂量辐照条件下其光纤传输呈现先减小后增大的趋势。对于通过液氮进行冷处理的预辐照样品，其光纤传输损耗得到明显的降低，同时光纤经过小剂量辐照后的损耗同样也具有先减小后增大的现象。最后，将两种处理方式相结合，一方面可以有效地降低预辐照光纤的传输损耗，另一方面也使得保偏光纤在小剂量辐照的条件下，使其传输损耗具有减小的趋势，大大提高了保偏光纤在小剂量辐照条件下的抗辐照特性。     

太阳米波噪暴：哨声模式

本文以日冕活动区磁结构演化为噪暴现象的驱动力,并假定日冕活动区在磁学上是不均匀的——存在强磁场纤维,提出了太阳米波噪暴的哨声模式.活动区磁结构的演化将在冕弧中产生弱激波.当弱激波通过强磁场纤维时,加热部分电子,被加热的电子在强磁场纤维中形成损失锥分布.在日冕的噪暴区域中,快速电子的损失锥分布将产生高亮度的哨声波和朗缪尔波.通过感应散射,朗缪尔波滑向低波区域时将与哨声波发生强烈的互作用而产生窄束电磁辐射(Ⅰ型爆发).强磁场纤维及相应的场位形决定了Ⅰ型爆发的频宽和持续时间.而噪暴连续谱则采用通常认为的各同向电子产生的朗缪尔波与低频波耦合的产物.     

Method of the HF wave absorption evaluation based on GIRO network data

High frequency (HF) communication is strongly dependent on the state of the ionosphere, which specifies the mode structure of the radio wave propagating in ionosphere. Another core factor defining the strength of the HF signal at the receiving site is the ionospheric absorption. Accurate modelling the effect of absorption is an essential part of many studies of the HF propagation in the ionosphere.This paper proposes a method for estimating the absorption. The method is based on analysis of vertical sounding ionograms. The main idea of the approach is to compare the main parameters retrieved from measured and simulated ionograms. The combination of Global Ionospheric Radio Observatory (GIRO, http://giro.uml.edu) data and ionograms modelling allows for developing the empiric absorption model available at near real-time. The ionogram simulation taking into account absorption utilizes the NIM-RT (North Ionospheric Model and Ray Tracing) software. As a result, the proposed technique provides more reliable and accurate evaluation of minimum frequency at which echoes are observed in vertical incidence ionosonde soundings. The values of these frequencies should be used in the following simulation to optimize parameters in the empirical formulae for defining absorption HF wave in ionosphere.The ultimate objective of this work is the designing the method, which allows the simulating of HF radio channel accounting for regular absorption due to UV radiation of the Sun. Eventually it could be considered as some kind of the HF propagation forecasting.     

超声行波驱动的玻璃表面液滴运动数值模拟

针对液滴铺展和移动的动力学行为在工业生产和微流控芯片等领域有着重要作用,提出了一种基于超声行波理论的弹性体平板驱动模型,利用压电陶瓷的逆压电效应在弹性体玻璃产生超声行波从而驱动液滴运动。借助多物理场软件COMSOL建立液滴模型,首先进行行波分析,验证了驱动液滴的可行性。在0~60 ms中,液滴在超声行波的驱动下进行收缩-铺展的正弦振荡运动。然后通过液滴内部流场结构分析发现,当液滴半径铺展到最大后开始收缩时,液滴与基底接触面处的速度首先发生变化,表明液滴内部速度场的变化对接触线是否发生移动有着重要作用。液滴内部流场存在一个类似于椭圆形的漩涡,说明液滴运动不是单纯由于收缩-铺展而引起的平动,而是滚动着朝前运动。最后分别探讨了液滴移动速度与驱动电压、驱动频率以及动力黏度的关系,结果表明液滴移动速度受动力黏度影响较为显著。     

基于步进频连续波的近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统

为了克服压控振荡器（VCO）输出线性调频（LFM）信号频率线性度较差的缺点,本文提出了基于直接数字合成（DDS）技术产生步进频连续波信号的近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统,该系统具有距离分辨率高、频率精度高以及波形产生和波形控制较为简单的优点。首先,本文通过步进频连续波信号的探测原理分析了该信号的一维距离像、距离分辨率以及距离模糊的特点;然后,通过波动方程推导出近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统的重构算法;最后,在微波暗室搭建了半实物仿真成像系统,验证了步进频连续波信号在近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统中应用的可行性和有效性。     

VLF电波渗透到卫星高度电离层传播的全波计算

考虑斜向地磁场的影响将电离层设为多层水平分层各向异性有耗介质, 利用传播矩阵法求解全波方程, 进而研究分析VLF频段电离层反射系数随电波频率的变化, 电离层中两种特征极化波的折射和极化特性, 两特征波的电磁场水平分量以及坡印廷能流密度随传播高度的变化. 数值计算结果表明, 地—电离层波导中的垂直极化波比平行极化波易渗透进入电离层; 电离层中两种特征极化波可分为左旋和右旋圆极化波, 左旋分支由于D层强吸收作用表现为速衰减模, 而右旋分支表现为可传播模, 在传播过程中电磁波的能量主要存储在磁场中; 电波频率越低, 其在电离层中的传播损耗越小. 由数值模拟结果发现, 卫星监测VLF频段的低频部分及更低频段的水平磁场变化对于发现地震电离层电磁前兆异常可能更为有效.      

翼型湍流尾缘噪声半经验预测公式改进

改进了传统的翼型湍流边界层尾缘噪声BPM半经验预测公式。传统的BPM半经验湍流边界层尾缘噪声预测公式对高攻角和厚翼型在高频范围的预测结果大于实验结果,通过分析比较传统BPM半经验预测公式和Howe翼型尾缘噪声理论模型发现:这主要是由于传统BPM半经验预测公式对压力面声源噪声辐射高估引起的。因此将压力面声源噪声辐射与吸力面声源噪声辐射的幅值比由原来的边界层位移厚度一次方比值改进为二次方比值,进而得到了改进后的BPM半经验预测公式;使用改进后的BPM半经验预测公式对NACA0012翼型在不同来流不同攻角下的噪声辐射进行了预测比较,发现对于NACA0012翼型,改进后的BPM半经验预测公式具有较高精度;另外也预测了较厚的风力机翼型DU-96-W-180,预测结果明显改善。     

深空月地激光高速信息传输技术

深空月地激光高速信息传输技术利用光波进行深空信息传输,相比于传统微波波段的信息传输技术而言,在同样传输数据率情况下,具有通信终端体积小、重量轻、功耗低等优点,数据传输过程中接收灵敏度更高。此外,由于激光光束较窄,能量更为集中,可达到更远的传输距离。针对深空月地激光高速信息传输技术,介绍了深空月地激光信息传输技术发展的必要性和迫切性,阐述了国内外深空月地激光高速信息传输技术的研究发展现状;论述了深空月地激光技术上的挑战和技术可实现性,可为我国深空激光通信的发展及其工程化应用提供参考。     

Two dimensional simulation of amplitude modulated electron plasma waves

Highly modulated waves near electron plasma frequency with both parallel and perpendicular polarization have been observed near diffusion region at dayside and in the tail region. In this paper, two dimensional Particle-In-Cell (PIC) simulation was performed to study the possible generation mechanism of these modulated electron plasma waves. It is shown that weak beam instability could generate the modulated Langmuir wave and the ambient magnetic field plays an important role in the formation of modulation. When the weak beam has loss cone distribution, highly modulated upper hybrid waves are generated and propagate with large angle to the ambient magnetic field. The properties of these modulated waves are discussed and compared with observations.     

用频装备带内多频电磁辐射阻塞干扰效应预测方法

为解决用频装备复杂电磁环境效应准确评估的技术难题，从电磁辐射信号耦合传输的基本理论出发，推导揭示了射频前端线性不良和动态范围不足分别是导致用频装备电磁辐射效应对带内多频电磁辐射干扰场强有效值、幅值敏感的本质原因。在此基础上建立了2类用频装备的带内多频连续波电磁辐射效应模型，提出了通过正弦调幅波(调制深度100%)、单频连续波电磁辐射临界干扰场强有效值之比(E_ame/E_sine)确定受试装备电磁辐射敏感类型的方法。E_ame/E_sine>0.9时，受试装备对干扰场强有效值敏感，0.612 < E_ame/E_sine < 0.9时，受试装备对干扰场强幅值敏感。通信电台带内双频、三频电磁辐射效应试验验证表明:所提建模预测方法的误差小于10%，能够有效预测用频装备带内多频连续波电磁辐射效应。