超短基线定位技术及在海洋工程中的应用

海洋开发和海防工程等领域都离不开水下定位技术的支持,水声作为水下定位技术中不可或缺的重要手段近年来也获得快速发展。介绍了水声定位中几种常见的技术,针对近年来发展火热的超短基线定位技术及其在海洋工程中的应用进行了着重介绍。收集罗列了目前国内外市场上公布的几款主要的超短基线定位产品及其性能参数,为超短基线方面的研究提供了参考依据。通过对比分析了国内外超短基线定位技术研究之间存在的差距,并展望了超短基线定位技术未来的发展方向。     

(0.1～1.8)GHz SiGe HBT超宽带低噪声放大电路设计

本文选用SiGe材料低噪声放大芯片,设计了一款(0.1~1.8)GHz小型低功耗超宽带低噪声放大器（LNA）。该LNA采用两级放大结构,负反馈方式实现宽带匹配,级间和输出端匹配采用小阻值电阻提高电路稳定性,电路尺寸为35mm×15mm。测试结果表明：工作频率为(0.1~1.8)GHz,在室温条件下,增益为30dB,噪声系数<0.82dB,增益平坦度<0.5dB,输入输出回波损耗<-10dB,直流功耗为41.8mW;在-40℃低温条件下,增益为32dB,增益平坦度、输入输出回波损耗、直流功耗与室温下一致,噪声系数<0.69dB。设计过程与测试结果验证了本文中使用室温SiGe放大管的S参数计算-40℃温度下该芯片S参数方法的可行性。     

巡天任务复杂工况下超静平台作动器疲劳寿命评估

为研究超静平台作动器的疲劳寿命特性,以其在轨执行巡天任务时的复杂工况分析为出发点,开展了典型工况下的超静平台物理试验,获取作动器实测载荷数据;采用有限元仿真模型进行疲劳损伤系数计算,根据“累积损伤-临界损伤”干涉模型进行累积损伤建模,推导了基于损伤系数外推的作动器概率疲劳寿命解析模型;利用最大损伤系数对应工况进行试验载荷谱设计,开展作动器疲劳寿命试验获取疲劳寿命分布,结合模型计算给出超静平台上不同损伤系数对应作动器的疲劳寿命评估结果。结果表明,运用建立的方法及模型,能够结合超静平台巡天任务工况,利用基于载荷谱编制的疲劳寿命试验结果,计算出平台上各作动器可靠度随在轨时间变化规律及概率疲劳寿命,可为超静平台作动器等一类在轨工况及载荷谱复杂、多样的空间运动机构提供一种真实有效的寿命评估技术途径。     

Closed form algorithm of double-satellite TDOA+AOA localization based on WGS-84 model

In this paper, we consider the double-satellite localization under the earth ellipsoid model of the Wideband Geodetic System(WGS-84) using the Time Difference of Arrival(TDOA)and the Angle-of-Arrival(AOA).Several closed-form solution algorithms via the pseudolinearization of the measurement equations are presented to efficiently estimate the location.These algorithms include the Weighted Least Squares(WLS), the Constrained Total Least Squares(CTLS), and the Taylor-Series Iteration(TSI).Performance comparison of the proposed methods with the Cramér-Rao Lower Bound(CRLB) in the simulation is shown to demonstrate that the proposed algorithms are feasible and have stable performance.     

Development overview of the revised NASA Ultra Long Duration Balloon

The desire for longer duration stratospheric flights at constant float altitudes for heavy payloads has been the focus of the development of the National Aeronautics and Space Administration’s (NASA) Ultra Long Duration Balloon (ULDB) effort. Recent efforts have focused on ground testing and analysis to understand the previously observed issue of balloon deployment. A revised approach to the pumpkin balloon design has been tested through ground testing of model balloons and through two test flights. The design approach does not require foreshortening, and will significantly reduce the balloon handling during manufacture reducing the chances of inducing damage to the envelope. Successful ground testing of model balloons lead to the fabrication and test flight of a ∼176,000 m³ (∼6.2 MCF – Million Cubic Foot) balloon. Pre-flight analytical predictions predicted that the proposed flight balloon design to be stable and should fully deploy. This paper provides an overview of this first test flight of the revised Ultra Long Duration Balloon design which was a short domestic test flight from Ft. Sumner, NM, USA. This balloon fully deployed, but developed a leak under pressurization. After an extensive investigation to the cause of the leak, a second test flight balloon was fabricated. This ∼176,000 m³ (∼6.2 MCF) balloon was flown from Kiruna, Sweden in June of 2006. Flight results for both test flights, including flight performance are presented.     

脉冲超宽带信号测量性能分析

超宽带技术是一项新兴的无线通信技术,具有极其广阔的发展前景,但目前仅用于室内短距离通信,少见用于航天测控系统。为了将超宽带技术应用于测控系统中,以模糊函数为工具,对脉冲超宽带信号的测量性能进行分析。首先推导矩形脉冲串信号和载波调制矩形脉冲串信号的模糊函数,并对其模糊特性进行仿真分析。在此基础上,主要针对用于测控系统的伪码调制脉冲超宽带信号,利用其模糊函数分析其测距测速性能。结果表明:该超宽带信号具有良好的测距测速性能,其最大无模糊距离为1个伪码周期,最大无模糊多普勒频率为脉冲重复频率的倒数;单脉冲宽度越窄,其测距性能越好而测速性能越差。     

一种用于频率可重构超宽带天线的改进的nABD测向算法

测向系统对于频带宽度、测角精度及测向范围等方面有着较高的要求。针对这一问题,对于接收天线的频率响应、阻抗带宽特性进行了可重构设计,以达到测向系统对宽频带的要求。同时,在所设计天线元方向特性的基础上,对传统的比幅测向算法nABD进行研究,给出相应的天线元加权系数调整方法,以获得较优的测角精度和测向范围。由仿真结果可知,所设计天线具有较好的工作频率范围与可重构阻带特性,所提测向算法可以获得较高的角度分辨率和较大的测向范围。     

一种Ka频段宽带宽角扫描微带天线

针对低剖面微带天线带宽窄的问题,设计了一种高度仅为0.11λ₀的双层贴片开槽微带天线,通过双贴片同时馈电的方式,展宽了微带天线的带宽,实现了驻波带宽达到17.9%。经过HFSS (High Frequency Structure Simulator,高频结构仿真器)设计仿真结果表明：该天线单元具有良好的阻抗匹配特性,驻波带宽在17.9%,增益为5.89 d B,符合宽带天线的标准。将该天线单元组成6×6阵列,通过仿真分析得出,天线在31.0 GHz～36.5 GHz频带范围内VSWR(电压驻波比)≤2,相对带宽达到16.4%,增益达到20.28 d B,-60°～60°扫描范围内具有良好辐射特性。该天线具有小型化、易于集成、制造简单等优点,可用于多种通信系统中,应用前景良好。     

新型缝隙加载宽频微带天线

文章提出了一种实现三角形微带天线宽频工作的新方法。通过添加一对与三角形中心线对称的L形缝隙,天线可以实现双频工作。改变L形缝隙的位置和尺寸,天线可以实现双频比在1．03—1．35范围内的调节,利用Ansoft仿真软件HFSS进行优化,当频率比为1．03时天线可以实现宽频工作。制作了实际的宽带天线,测量结果与仿真结果吻合,实测天线的相对工作带宽（VSWR〈2）为5．39％,是普通三角形微带天线的4．5倍,证明了所提出方法的有效性。     

航天器热防护材料的发展概述

文章简要介绍新型航天器的热防护材料的发展概况,重点介绍国内外碳/碳复合材料、超高温陶瓷材料、陶瓷基复合材料及新型隔热材料等热防护材料研究工作及其在飞行器上的应用,并对防隔热材料的发展趋势作简要评述.