航天微系统技术综述

航天微系统技术包括专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)、单片微波集成电路(MMIC)、混合集成电路(HIC)等微电子技术和微机电系统(MEMS)。文章介绍了这几种技术的特点、发展现状,以及在航天中的应用情况和应用前景。ASIC与SoC技术可显著提高电子系统的集成度和性能,已在航天中得到广泛应用。MMIC技术可用于航天器通信载荷和平台的射频通信部件,已在欧美航天器中大量应用,目前正朝高频段发展。HIC主要包括厚膜HIC和薄膜HIC,特别适于功率器件和微波器件的集成,目前国外已有大量产品用于航天,如"国际空间站"(ISS)。MEMS技术可用于航天器导航、热控、推进、光学遥感与通信等系统,甚至可对航天器设计方法产生重要影响,但目前还处于起步阶段。在以上技术领域,我国虽已开展了一些研究,但与国外相比还存在较大差距。文章针对航天微系统技术的产业布局、发展方式等提出了建议,可为我国的发展规划和战略决策提供参考。     

有多少北斗芯片,值得我们期待?

一、前言卫星导航接收机的硬件系统主要由天线单元、射频单元、基带处理单元、微处理器和电源等模块组成。随着超大规模集成电路和数字信号处理技术的发展,原来的分立元件的接收机设计成芯片,使得体积、功耗、重量、成本进一步降低,性能进一步提高。卫星导航接收机专用芯片组的核心部件包括射频信号处理芯片(射频芯片)、基带信号处理芯片(基带芯片)和微处理器芯片。将射频芯片、基带芯片和微处理器合而为一的单芯片可以提高     

移动通信卫星星载数字处理嚣件需求分析与方案设计

针对移动通信卫星转发器的特点和FPGA实现带来的单粒子效应,提出采用专用集成电路(ASIC)的实现方案,分析影响ASIC系统顶层设计的关键因素,并对其设计资源和规模进行评估,利用一个卫星实例对实现方案进行了设计和比对.     

基于小波零树的图像压缩算法的硬件实现

从下一世纪起,图像传送将会逐渐采用符合MPEG-4 标准[8]的压缩技术。基于小波变换的图像压缩/解压缩算法[1～3]是MPEG-4 标准中视频静态背景图像压缩所推荐的算法。本文简介基于小波变换的图像压缩/解压缩算法的原理、硬件实现的方法和步骤以及硬件实现的性能指标,以推动先进的EDA工具的使用,并探索现代复杂高速算法的硬线逻辑电路系统的设计技术和方法,为设计具有自己知识产权的专用集成电路作必要的准备     

论加强技术基础

所谓技术基础不仅包括硬件、软件,还包括一整套工作方式/“过程”。强调“过程”和抓“过程改进”是当今的国际大趋势。可以把“过程”和“过程改进”作为一个纲,形成一个有目标,有规划,逐步完成的一个整体,用于指导技术基础的建设。从航天系统的现状,提出了加强技术基础工作的几个方面,即:(1)全面深入地开展CAD/CAM应用;(2)普遍采用AVIDM;(3)开展并行工程的试点;(4)加强软件控制;(5)专用集成电路的设计和系统集成;(6)加强预研;(7)加强工艺;(8)用好互联网。     

2000年的技术和防御

尽管有些意想不到的事件会限制对未来进行准确的预测,但通常对15年以内(即2000年前)要部署的一些军用系统还是可以预测的。军用系统从方案设计到部署要花10～15年时间,那些现在着手研制的产品正好可在2000年前后服役。尽管会出现一些意料之外的事情,但一般来说,对15年周期的预测是有现实意义的。许多先进技术的发展离不开集成电路,到2000年,集成电路块可能会发展到亚微米级,厚度不到头发丝的四分之一,能够防辐     

一个PCM-FSK-FSK体制的遥控报警系统

本文介绍一种 PCM-FSK-FSK 体制的无线电遥控和无线电报警系统。对用该体制构成的系统的主要组成部分、简单原理、同步方法、主要性能和采用的先进技术作了说明。在本系统中,由于采用高精度、高稳定的晶体振荡器作各种频率源;用先进的 CMOS 集成电路和可编技术组成各种视频和部分高频电路;用数字技术进行调制和解调;用简单可靠的同步方法等。所以,系统的精度高、抗干扰性强、简单可靠、使用灵活、便于同计算机接口;耗电也小,能适应各种应用场合。     

浅谈民航空管设备机房供配电、防雷及接地系统

引言在保障飞行安全和航班正常的现代民航空管设备体系中,大量地采用了计算机和大规模集成电路技术,例如通信(有线和无线)、导航、雷达,以及各种自动化系统等。由于     

电磁脉冲对电子设备的耦合效应试验研究

大规模和超大规模集成电路(LSI/VLSI)在飞行器中得到了日益广泛的应用,有效减小了电子设备的体积、增强了飞行器系统的性能,但同时给系统抗电磁脉冲(EMP)辐射效应的可靠性带来了一定的风险.通过对飞行器进行EMP耦合途径分析,本文给出了电磁脉冲环境耦合到电子设备内部集成电路上的主要途径,并通过针对典型的CPU板进行的电磁脉冲辐照试验,证明CPU抗EMP耦合的能力弱于存储器及其它集成电路,得到了CPU板电磁辐照导致"死机"场强的临界值.     

转变设计观念,提高星载电子产品可靠性

从提高星载电子产品可靠性角度,论述了转变设计观念问题的四个方面:1.星载电子产品的设计研制重点应从型号产品转移到三化产品上来;2.提倡走推广采用专用集成电路(ASIC)之路;3.充分运用EDA和SDA电子系统设计工具来分别设计产品和系统;4.逐步建立一体化的星载数据系统(OBDS),并说明了OBDS同OBDH的区别。     

航天器仿真与测试一体化系统

提出了一种航天器仿真与测试一体化系统的方案,此系统具有较好的柔性,包括三个主要的组成部分:前端接口(FE)设备层连接被测系统与一体化系统;仿真环境(SE)部分则能提供航天器各个分系统与空间环境、轨道等要素;测试环境(CE)部分则能自动执行一体化系统的仿真、测试序列,并提供对整个系统运行的管控。文章对这三个部分的实现与相互接口均进行了定义,最后描述了一体化系统适应于不同应用的典型配置,如地面测试系统的评估验证、航天器渐进增量式电测以及故障处理研究等应用。文章提出的一体化系统不但可支持从航天器概念设计、详细设计、AIT等各个阶段的测试工作,也可以用来支持进行航天器故障分析与研究。通过此系统的创建与应用,能够改进航天器研制系统工程,并最终提高航天器的研制效率。     

基于ESO的用户星天线跟踪指向控制技术

基于独特的非线性扩张状态观测器(ESO),提出了一种用户卫星天线跟踪指向控制系统。该系统由程序跟踪内环和自动跟踪外环组成。内环控制器由三阶ESO、线性比例微分控制律和静态解耦律组成。外环控制器为一简单的积分控制器。ESO能够在不依赖天线模型的情况下估计出系统状态和总扰动(称为扩张状态)。利用该扩张状态实现动态反馈补偿,则天线系统被简化为解耦的积分系统。基于ESO设计天线控制系统,无需精确的用户卫星天线模型。仿真结果表明,提出的天线控制系统具有较高的跟踪指向性能和对干扰和不确定性具有较强的鲁棒性。     

航天动力系统未来需求方向及发展建议的思考

随着航天运输领域的发展对航天动力系统的需求不断提升,总结国外航天动力系统的发展趋势,分析内在启示;根据我国航天运输系统未来发展,提出我国航天动力系统的发展需求,并进一步结合多方约束阐述对解决方案的思考。     

基于离散时间传递矩阵法的伞-弹系统动力学模型

采用离散时间传递矩阵法建立了伞-弹系统减速稳定段的动力学模型,回避了多体动力学传统的研究方法在伞-弹系统建模过程中存在的问题。详细给出了应用离散时间传递矩阵法建立铅垂平面内伞-弹系统模型的建模过程,推导了伞-弹系统的传递矩阵和传递方程。通过算例将建立的伞-弹系统模型和采用牛顿-欧拉法建立的伞-弹系统模型进行了对比分析,两种模型计算结果吻合度好,验证了本文模型的正确性以及离散时间传递矩阵法应用在减速伞-子导弹系统中的可行性。     

空间机器人一体化仿真系统的研究与实现

为对空间机器人关键算法进行验证和评估,开发了一套一体化仿真系统。该系统基于模块化设计思想,由遥测遥控接口、轨迹规划与控制、系统动力学模型、系统3D几何模型、相机成像模型、图像处理与位姿测量、碰撞检测与安全预警等模块组成。其中,3D实体模型及仿真场景由OSG(Open Scene Graph)建立,各关键模块的算法采用C语言编程实现,可对空间机器人执行在轨任务的关键算法进行闭环验证。最后对两种典型工况进行了仿真实验,结果表明了该系统的有效性。     

舱外航天服冷热电一体化系统性能分析

文章提出了一种舱外航天服冷热电一体化(Combined Cooling-Heating-Power,CCHP)系统,该系统的主要组件有质子交换膜燃料电池、热驱制冷装置、金属氢化物储氢装置和辐射器等.在冷热电一体化系统的冷电匹配方法上提出了“以电定冷”方案,按照该方案计算了一组典型工况下系统的工作状态,分析了燃料电池的工作温度、工作电流密度和工作压力对系统质量和消耗性工质损失的影响.结果表明,该舱外航天服冷热电一体化系统在质量大小方面可以接受,在消耗性工质损失方面比水升华器冷源/蓄电池电源方案小得多;且降低燃料电池工作温度和压力、增大燃料电池工作电流密度,均能够减小系统质量、降低系统消耗性工质损失.     

可视化智能融合导航系统研究

以提高导航系统的精度、可靠性、智能化和可视化程度为目标，利用智能工程的思想与方法将信息融合、人工智能和可视化技术综合应用于多传感器组合导航系统中，提出了面向２１世纪控制与导航技术的新一代导航系统概念——可视化智能融合导航系统，并对其功能、组成及关键技术进行了研究。     

机器人关节电液位置伺服系统的自适应控制

本文根据Lyapunov稳定性理论,提出了一种简单而有效的模型参考自适应控制方案(MRAC),用以改进机器人电液位置伺服系统的性能。试验表明,MRAC控制器能大大提高系统的动态响应性能和定位精度,并使系统伺服跟踪能力显著改善。     

基于轨迹线性化方法的导弹动态逆控制系统设计

基于动态逆控制及轨迹线性化方法,研究了一种新的导弹鲁棒自适应控制系统设计方法.首先,基于导弹的非线性模型设计快、较慢回路的动态逆控制器,以实现其非线性解耦;然后,在较慢回路中设计鲁棒自适应轨迹线性化控制器,以补偿整个控制系统的不确定性及干扰,即在轨迹线性化控制的基础上,通过设计RBF神经网络在线估计系统中存在的不确定性...