航天器多通道近场无线能量传输系统设计

针对航天领域空间交会对接、航天器配电、在轨服务与维护等领域对无缆化的需求，提出了多通道近场无线能量传输系统，建立了多通道磁耦合近场无线能量传输系统数学模型，分析了影响系统传输效率的重要参数，并对关键参数对系统效率的影响进行了仿真分析。通过线圈高效耦合设计，实现了多通道近场无线能量传输系统的效率最优。所提系统解决了能量的无线传输，并实现多负载接收的问题。通过一台1 000 W多通道近场无线能量传输样机进行了实验研究，结果表明，所提多通道近场无线能量传输装置具有传输效率高的特点，解决了航天器无线能量传输的多负载问题。      

平流层艇载风速计非接触供电系统的设计

针对平流层艇载风速计电滑环供电方式的不足，设计了基于DSP控制的艇载风速计非接触供电系统。利用电磁感应原理，明确了非接触供电系统的组成；通过建立系统等效电路模型，分析了影响系统传输效率及传输功率的因素；结合艇载风速计的结构及应用背景，借助ANSYS Maxwell电磁仿真软件设计了嵌套式松耦合线圈。通过对系统主要电路进行仿真并搭建基于DSP控制的原、副边电路，对系统的工作特性进行验证，仿真及试验结果表明：基于DSP控制的平流层艇载风速计非接触供电系统能够实现良好的非接触能量传输，降压后可为平流层艇载风速计供电。     

nRF24E1在光笔式坐标测量机中的应用

为了发挥光笔式坐标测量VLN量速度快、移动灵活、携带方便的特点,利用无线单片机nRF24E1构建无线传输模块,给出了无线传输模块在光笔式坐标测量机中的应用方案,具体介绍了系统的硬件设计、通信协议和软件架构。通过实验验证,在10m通信距离内,无线传输系统能够稳定可靠地传输数据。因此在光笔式坐标测机中可以代替线缆使用。     

小型仿生人工手指触觉感知系统设计

针对目前触觉传感器电路复杂、体积大等问题，设计了一套基于导电液的小型仿生手指感知系统，实现了同时测量温度、三维力、压力等物理信息的功能。系统由单片机数据采集电路、触觉电极阵列电路、温度传感电路和压力传感电路等组成。针对被采集信号的特征，设计了信号调理电路，对信号进行了转换及滤波；设计了FPC接口和板对板接口，将各硬件模块进行了有效的衔接，使得电路结构实现了高度一体化；为了实现数据处理和传感器融合，将由手指传感器测量的触觉感知信息通过USB传输给了上位机，并设计了上位机软件，以显示和存储采集到的数据。实验结果表明，该系统能够实现对温度、压力、三维力数据的快速采集、传输和处理。     

应用于D类放大器的新型混沌频率调制电路

针对D类音频放大器的电磁干扰问题,提出了应用于D类音频放大器的易于集成的混沌频率调制电路.电路中设计了新型的混沌序列生成器,并利用频闪映射方法建立了电路的混沌模型.新型电路在保留D类音频放大器结构的基础上,采用了全新的混沌频率三角波生成器,即以频率混沌变化的三角波替代了传统D类音频放大器中作为脉冲宽度调制载波的固定频率三角波.该电路已采用0.35μm CMOS工艺设计、验证和实现.仿真实验结果表明,使用混沌频率调制的D类音频放大器输出信号实现了15dB的电磁干扰峰值能量降幅.     

微波能量传输系统设计及试验

面向空间太阳能电站应用,进行了固态体制微波能量传输技术研究。针对能量传输波束扩散导致收集效率低的问题,研究了基于人工媒质理论设计的完美匹配层的能量接收整流表面,通过调节人工媒质单元的结构参数实现天线输出阻抗与整流电路输入阻抗的共轭匹配,同时抑制整流电路高次谐波,省去原有匹配及低通滤波器,简化电路结构、实现高效微波能量吸收与转换。以空间太阳能电站规定的波束中心传输微波功率密度限制作为能量接收整流表面设计的约束条件,设计能量接收整流表面,结合固态体制微波能量发射端,搭建5.8GHz小规模微波能量传输系统开展了地面试验验证,实测结果显示整流表面能量转换效率最高为57.7%。此次试验验证了先进的固态能量传输试验系统,为空间太阳能地面缩比试验及未来空间太阳能电站的建设提供了技术支撑。     

基于LabVIEW实现的隔离放大器非线性误差自动测试

隔离放大器是一种输入电路和输出电路之间电气隔离的器件,一般采用变压器或光耦合传递信号,非线性误差是其一项重要的技术指标。本文介绍了一种基于LabVIEW实现的隔离放大器的自动测试技术,系统以标准信号源、数字多用表为标准装置,通过GPIB和TCPIP通信来实现计算机对隔离放大器的自动测试,完成非线性误差的计算,并自动生成测试报告。文中介绍了系统的测量原理、组成、非线性误差的算法以及软件编制。系统在实际的工作中取得了良好效果,显著提高了工作效率,为实验室检测工作的自动化作了有意尝试。     

电动汽车双边LCC无线充电系统传导电磁干扰

对电动汽车双边LCC拓扑结构无线充电系统传导电磁干扰进行研究，依据标准SAE J2954构建了3.7 kW的无线充电系统传导电磁干扰高频电路模型，采用测量和理论计算结合的方法，提取耦合线圈、线缆和补偿电路元件的高频寄生参数。利用软件ANSYS Maxwell和Simplorer进行系统传导干扰建模仿真分析，通过仿真结果可以看出，在150 kHz~30 MHz频段共模干扰比差模干扰显著。通过系统传导发射试验验证了仿真模型的准确性。      

涡街流量计信号处理方法与实现

设计一种基于变增益运算放大器和带通开关电容滤波器的新型涡街流量计信号处理电路.单片机利用模拟数字转换电路(A/D)实时检测涡街流量计传感器输出信号的幅度和频率,同时利用数字模拟转换电路(D/A)对变增益运放进行控制,为后续的信号检测电路提供幅度相对稳定的有效信号.带通开关电容滤波器在单片机的控制下实时跟踪变增益运放输出的信号频率,保证带通滤波器的中心频率接近信号频率,以达到良好的滤波效果.滤波后信号通过单片机进行频率信息的精确计算以及流量的解算.实验结果表明,变增益运算放大电路有效解决了涡街流量计传感器输出信号幅度变化范围大而造成的放大电路复杂,分段放大信号幅度不连续等问题;带通滤波器通过单片机实时调整中心频率,对信号中各种干扰起到较好滤波效果.      

等离子体鞘套对C波段通信信号传输影响的试验

飞行器在稠密大气层超音速飞行时,由于其周围形成等离子体鞘套对通信信号的屏蔽或能量大幅度衰减效应,可使飞行器与地面间通信产生中断.以等离子体鞘套对通信信号透射相位改变和能量吸收为基本出发点,以高温激波管试验装置产生的、生存时间为几百微秒量级的等离子体鞘套为研究对象,利用四进制相移键控（QPSK,Quaternary Phase Shift Keying）调制、载波频率为7.5GHz的信号生成与测量系统获取有无等离子体鞘套时信号相位特征、眼图特征、图像传输等的对比试验结果,利用矢量网络分析系统E8362B获取了有无等离子体鞘套时透射能量衰减对比试验结果.试验结果不仅进一步证明了等离子体鞘套对通信信号能量大幅度衰减将不同程度影响飞行器与地面的正常通信;同时表明等离子体鞘套能够使QPSK信号相位特征产生改变,从而在信号解调解码后眼图特征产生严重畸变,通信系统误码率P_e 大大提高,最终导致接收端无法复现发送端发送的原始信息.     

基于查表的开环MPM预失真器

提出了一种基于查表的开环记忆多项式模型(MPM,Memory Polynomial Model)预失真器.从MPM预失真器系数估计和执行信号预失真处理两方面加以考虑.首先,利用预失真器和高功率放大器(HPA,High Power Amplifier)传输特性的互补性,由采集到的HPA输入、输出基带数据进行单次最小二乘估计得到MPM预失真器的系数,避免了以往递归结构的收敛性和计算量大等问题.然后,利用MPM预失真器的特点,建立了基于输入信号强度索引的一维向量表,通过查表实现MPM预失真器的幂次累加项,极大地减少了实现预失真器所需的计算量及硬件开销.仿真显示,采用提出的预失真器可以有效补偿HPA对信号的记忆非线性失真,有效带宽内获得了近20 dB的功率改善,也显著改善了系统误码性能.     

基于网络编码的无线NoC多播映射

具有高带宽、QoS保障和广播等优点的无线片上网络（NoC）能为通信信号系统的多核并行处理提供平台,而网络编码能够以较小功耗开销为代价显著提高NoC的传输效率。本文从通信信号系统的多播特性与需求出发,为无线NoC建立合适的架构与映射模型,在多约束条件下设计满足网络吞吐率性能最大化及核间通信延时、数据传输和编码功耗等开销最小化的任务映射与网络编码技术联合优化方法,实现了任务的高效并行与多处理核的协同工作。实验表明,本文提出的网络架构及映射算法与传统方式相比能节约6%的功耗,得到16%的吞吐率增益,并且路由节点硬件实现复杂度低。      

基于ADS的锁相频率合成器仿真

现代电子装备中的复杂频率源都是通过频率合成技术来实现,而性能良好的频率合成系统是顺利实现频率合成的工程基础,在实际合成器电路中,相位噪声、杂散分量等影响因素的出现是不可避免的,既降低电路稳定性,输出结果也不理想,严重情况可导致系统故障。因此,有必要在已有实际电路的基础上构建合成系统概念图,根据合成目标信号的特点,添加测试目标和项目,对锁相环频率合成器的电路系统进行优化设计,运用ADS2011对电路进行仿真,通过仿真软件建立相关电路模型,借助多种测试元件对相关参数的观测来找出优化点进行电路优化,仿真模拟实际的信号合成过程,改善实际电路的稳定性和可用性。     

一种高集成高可靠位移、压差信号变送器设计

介绍了一种新型控制系统变送装置的组成结构和相较于传统变送装置的改进特点。新型变送装置采用双曲线插针、插孔连接的内部无引线结构,采用新设计芯片集成原有位移变送芯片和压差变送芯片功能,运用正弦波函数振荡器和功率放大器驱动传感器以及同步解调测量信号原理,运用最新设计原理优化电源供电电路、滤波电路和温漂补偿电路,通过多种环境试验考核和分析试验测试数据,达到了提高控制系统变送装置测量准确度、集成度和可靠性的效果。     

智慧火箭数据获取技术探索与展望

随着智慧火箭概念的提出,对运载火箭数据获取技术提出新的挑战,目前,运载火箭存在测量领域受限、测量精度不高、可靠性不高、可扩展性差和可裁剪性不高等问题。结合数据获取现状和问题分析,总结出未来数据获取朝着智能化、网络化和轻质高效化方向发展的趋势。结合趋势研判给出某火箭的数据获取总体框架,并对结构健康监测、光纤传感网络、无缆化等关键技术的优缺点和应用场景进行对比分析,提出了光纤光栅传感网络、无线传感网络、磁谐振式无线传能等技术在智慧火箭数据获取上的应用展望。     

无缆飞行器的电能和信息一体化无线传输技术研究

针对航天飞行器电气设备间连接电缆网复杂沉重的问题,提出了一种面向无缆飞行器的电能和信息一体化无线传输技术方案,该方案能够实现飞行器舱内仪器设备间无线互联和器地间的无线互联;分析了其在飞行器型号工程应用所面临的关键技术,并阐述了其应用前景,为未来航天飞行器电气系统的快速集成设计提供了新的思路和解决途径。