数字光纤接收机输入光脉冲波形的函数逼近

数字光纤接收机的灵敏度计算与其输入光脉冲波形直接相关。本文从工程应用角度考虑,研究了数字光纤接收机输入光脉冲的函数逼近问题,导出了用高斯函数近似接收机实际输入光脉冲波形时,发送光脉冲的占空比、码速率和光纤带宽之间应满足的关系,并给出了高斯波形参数的取值范围。     

桥函数理论的研究进展

叙述了从研究沃尔什函数的复制理论和方块脉冲函数移位方法出发，推出桥函数的构造过程，桥函数把工程中常用的沃尔什函数和方块脉冲函数这两种似乎不相关的函数联系了起来，本文详细地给出了四种桥函数的构造过程和它们的波形。     

基于光纤延迟的光脉冲有源复制器

根据高速光脉冲测量系统应用的需求,提出了使用循环式光纤光脉冲有源复制器实现模拟短脉冲信号的低噪音、低失真复制的一种方法.针对有源复制器中半导体光放大器(SOA)带来的放大自发辐射(ASE)光噪声与非线性失真,建立了SOA的计算模型,并对光脉冲在复制器中的循环传输性能进行了仿真和分析.仿真结果证明了使用外加直流光注入方法抑制波形失真的有源复制器方案是可行的,同时为合理选择注入直流光功率及环内损耗等参数,实现复制器的优化设计提供了依据.     

空间目标视星等曲线仿真

人类航天活动日益频繁，空间目标种类和数量不断增多，识别未知空间目标的关键特征具有重要的科学价值。本文通过辅助图形软件建模分割，获取球体、圆锥体和圆柱体带法向量的面元坐标；基于卫星仿真工具包，得到了目标轨道及位置参数，并结合双向反射分布函数各向异性Phong 模型和四元数姿态更新模型，完成了地基观测条件下4种形状空间目标的视星等仿真。仿真结果表明，目标受空间位置、形状和姿态的影响程度不同，其光度曲线具有各自特点。球体由于形状完全中心对称，光度曲线主要受空间位置的影响；圆锥体、正方体、圆柱体光度曲线的波形受形状影响较大，曲线走向受位置影响较大，波动频率受姿态角速率影响较大。通过统计分析相关数据，可为后续空间目标位置、姿态和形状的反演提供先验模型。      

Walsh相关函数的研究

研究了既有波形畸变又有时间位移时的Ｗａｌｓｈ互相关函数，并在Ｈａｒｎｕｔｈ ＨＦ给出的Ｗａｌｓｈ互相关函数误差矩阵定性结果的基础上进一步给出了定量结果，依据这个结果，提出了选择Ｗａｌｓｈ副载波的原则。     

运算放大器SET效应的试验研究

模拟器件的单粒子瞬态脉冲效应的研究, 成为近来国际上单粒子效应研究的热点. 针对中国生产的运算放大器SF3503, 利用脉冲激光单粒子效应测试装置, 试验研究了SF3503工作于反相放大器与电压比较器模式SET效应的特征与规律. 获取了器件的敏感节点分布、LET阈值和SET脉冲波形的特征参数, 其中器件的敏感节点均分布在输入级与放大级, LET阈值不大于1.2 MeV•cm2•mg-1, 电压比较器产生的最大SET脉冲的幅度达27 V、脉冲宽度为51μs. 试验表明SF3503对SET效应极其敏感, 在不采取任何措施的情况下, 在空间任务中直接使用, 会严重影响系统的可靠性.      

静电放电枪校准装置的研制

介绍了自行研制的满足IEC61000-4-2标准要求的静电放电模拟器测试系统.在测试系统中使用了极高输入阻抗的高压电压表测量静电放电模拟器的静电高压,提高了静电高压测量准确性;在使用四通道高速取样示波器测量静电脉冲波形中,由于使用了脉冲延时输入与合成迭加的方法,提高了脉冲波形测量的取样率,使测得的脉冲波形更加真实,提高了脉冲波形参数测量的准确性.     

冲击响应谱控制的研究

冲击响应谱模拟比规定冲击脉冲来模拟更接近实际冲击环境.采用迭代算法,用指数衰减正弦函数组合出具有规定的冲击响应谱的瞬态冲击加速度波形,其末加速度,末速度和末位移为零满足实际振动台的需要.探讨了瞬态冲击加速度波形实时控制中传递函数的估算和修正方法,以及驱动数据块的大小对控制精度的影响并给出了解决方法.     

频率分集阵列负型模糊函数特性仿真

现有研究主要是关于频率分集阵列（FDA）基于阵元发射窄带条件下单载频信号的假设而展开的，缺乏对线性调频（LFM）信号是否适用于FDA问题的研究。考虑到基于模糊函数的优化是雷达波形设计的重要手段，在建立FDA数据模型的基础上，建立线阵发射、单天线接收模型下的FDA负型模糊函数，系统分析其主要特性。在此基础上，仿真分析了基于矩形脉冲、线性调频信号以及采用不同非线性频控函数的FDA负型模糊函数特性，对比了采用不同非线性频控函数的FDA的目标距离-角度二维联合估计性能。仿真结果在验证FDA模糊函数建立正确性的同时，得出采用正弦频控函数的FDA性能最优的结论。从而为基于模糊函数的复杂信号FDA波形设计以及基于FDA方向图解耦技术的发射波形设计奠定了重要基础。      

常见波形级数

除了正余弦函数,锯齿波、方波、三角波、梯形波也是电子学中的常见波形.借助数论中的一个公式,给出了常见波形与正余弦函数之间的一个重要关系,把基于正余弦函数的经典傅里叶级数推广为基于电子学常见波形的一般频率级数,简称常见波形级数.这一推广给出了信号与常见波形间的联系,使得用常见波形的叠加表示信号成为可能,在理论上和技术上都具有重要意义.      

非正侧面机载相控阵雷达自适应杂波抑制

研究了基于非正侧面机载相控阵雷达时空二维自适应杂波抑制方法.通过对时空杂波分布特性的分析,提出采用混迭式结构进行时空二维降维自适应杂波抑制的3种实现结构,其中,空域阵元混迭级联时域脉冲混迭进行自适应处理的实现结构是一种实用的时空二维降维自适应处理方法,该方法充分利用了各阵元信号和脉冲信号的信息,从而达到了较为理想的杂波抑制性能.     

Preliminary evaluation of soil moisture probe for use with Arcillite.

There is a need for reliable methods of measuring the level and distribution of water in the solid substrates that are used for growing plants in space. In a microgravity environment, water distribution is governed generally by capillary forces. Arcillite is the solid substrate used in the ASTROCULTURE (TM) system which was developed for growing plants in space. The goal of this study is to evaluate the applicability of heat pulse moisture sensors for measuring moisture levels in Arcillite. The ASTROCULTURE system uses suction as a means of controlling the moisture level in Arcillite, but the spatial distribution of the moisture is left unknown. Studies of the moisture content in a cell experiment were conducted to calibrate a heat pulse moisture sensor and then the sensor was used in a suction experiment to verify moisture content and distribution. Results of the studies demonstrate that head pulse moisture sensors can be used to monitor moisture content and distribution within the root module of the ASTROCULTURE system.     

均匀性的瞬态测量

对均匀性的数学描述进行了分析研究,提出了均匀性瞬态测量的概念,总结了三种不均匀度的测量方法,并给出了每种方法的不确定度传递公式.以闪光光强分布的均匀性测量为例,介绍了太阳电池电性能测量光照均匀性瞬态测量系统及其修正方法.     

Mass loading of planetary atmospheres by rocky satellites—II: Transport and enhanced lifetimes of satellite ejecta in planetary magnetospheres

Extensive studies have been conducted concerning individual mass, temporal and positional distribution of submicron rocky ejecta existing in the satellite-planetary gravitational sphere of influence. The transit time of the major portion of the ejecta that is transported from the satellite's gravitational sphere of influence to the planetary magnetopause is about one week and represents a mass loading pulse occurring each satellite orbit. The mass-flux distributions of lunar ejecta at the surface of the magnetopause for a complete lunar orbit are presented. Spatial mass densities of lunar ejecta in specific zones of the magnetosphere provide a means to compare sporadic interplanetary dust spatial mass densities in the same zones.     

空间背景光星模拟器系统设计

为实现星敏感器光信号的高精度标定需求,提出了一种具有空间背景光的星敏感器地面标定系统,解决了空间背景光对星敏感器光信号定标精度的影响,提高了星敏感器的标定精度.对空间背景光对星敏感器标定精度的影响进行分析,给出了具有空间背景光的星模拟器实现方案,设计了能同时模拟空间背景光和星点位置信息的星模拟器光学系统.结果表明,该系统全视场相对畸变小于0.01%,MTF在80lp·mm-1处大于0.5,达到了高精度指标要求.设计了一套空间背景光系统,通过对电流和可变光阑的控制,实现了亮度26倍变化.提出了一种基于像差补偿的星点位置修正方法,并给出了修正模型.利用徕卡T6100经纬仪和照度计,分别对星模拟器所在的星点位置误差和空间背景光亮度进行测试.结果表明,空间背景光亮度可实现26倍调整,在最高能量和最低能量下星模拟器星点位置误差精度<10",满足星敏感器地面标定要求.      

行星际激波传播至1AU的渡越时间预测

考虑了激波爆发源角宽度、能量、驱动时间、激波速度及其与背景太阳风之间的相互作用,利用流体力学扰动方程建立起一个激波扰动传播模型,用于研究激波从太阳传播到地球轨道附近(1 AU处)所需要的时间(渡越时间)问题.为印证扰动传播模型的适用性,利用1979-1989年间的27个激波事件,以及1997年2月到2000年1月间的68个激波事件,对激波到达地球轨道附近的渡越时间进行了预测,并将结果与STOA和ISPM预报模型结果进行了比较.实验表明,该模型在所有95个事件中,渡越时间相对误差小于10%的事件数占总事件数的25.26%;相对误差小于20%的占总事件数的50.53%;相对误差小于30%的占总事件的65.26%.      

The adaptive Gaussian mixtures unscented Kalman filter for attitude determination using light curves

The Adaptive Gaussian Mixtures Unscented Kalman Filter (AGMUKF) is introduced to estimate the attitude of a Resident Space Object using light curves. This filter models the state probability density function as a Gaussian Mixture. This enables to capture the non-linearities of the light-curve measurement model. A non-linearity index is used to refine the mixture when necessary, and individual Gaussian kernels are merged back together when their relative distance is below a certain threshold. A conventional attitude Unscented Kalman Filter (UKF) is used to propagate and update each kernel. The AGMUKF efficiently maintains the mixture population as low as possible, while still being able to represent non-symmetric, multimodal, arbitrarily complex distributions. Therefore, it is presented as a promising alternative to Particle-Filter-based implementations, the current state of the art used in sequential attitude estimation from light curves. The non-linearity index has been used to show that the measurement model is the main contributor to the system non-linearity. Results have demonstrated the superiority of the AGMUKF w.r.t. the UKF for attitude determination, and that it can converge for high initial state uncertainty cases, successfully capturing the non-Gaussian probability distribution of the state.     

基于高斯波束传输的高功率微波的大气击穿问题

提出了一种修正利用高斯波束传输高功率微波(High-Power Microwave,HPM)时的大气折射率的模型.在此模型中,把高斯波束横截面分成若干个同心圆环,并假定每一个同心圆环内的场强分布是均匀的.以基于电子流体力学方程和Maxwell方程的大气击穿理论,利用由实验数据拟合出来大气粒子的碰撞和大气电离参数,研究了高能量高斯波束的非线性传输,数值计算了在给定高斯波束参数时,在不同的压强下,波束以不同的电场强度、频率、脉冲宽度入射下的大气折射率.通过分析折射率的时间色散、空间色散以及时间空间色散,讨论了传输HPM脉冲的高斯波束的大气击穿问题,获得了一些有意义的结果.      

基于截断最小二乘和半正定规划的空间非合作目标相对位姿估计

面向空间在轨服务、碎片清除重大应用需求,围绕空间光场复杂、空间目标尺度变化及相对姿态与位置强耦合等难题,提出一种基于截断最小二乘与半正定规划的空间非合作目标相对位姿估计方法。基于TOF相机,首先进行体素下采样,提取快速点特征直方图（Fast Point Feature Histograms, FPFH）特征,考虑目标的局部几何结构尺寸,计算两组FPFH特征的相似度并预测特征之间的对应关系,采用截断最小二乘和半正定规划方法对姿态、位置进行解耦,实现空间非合作目标相对位姿估计。使用非合作目标的3D模型进行仿真验证,仿真结果表明：该方法在三种不同高斯噪声强度下具有较好的估计特性,为后续的工程应用及在轨任务实施提供理论与技术支撑。