星载铷原子频标功耗研究

功耗是星载原子频标的主要指标之一。本文从振荡电路及其结构、恒温电路两方面进行实验研究,可将光谱灯功耗降低70％,提高了可靠性。     

星载铷原子频标功耗研究

功耗是星载原子频标的主要指标之一.本文从振荡电路及其结构、恒温电路两方面进行实验研究,可将光谱灯功耗降低70%,提高了可靠性.     

星载铷原子频标功耗研究

功耗是星载原子频标的主要指标之一。本文从振荡电路及其结构、恒温电路两方面进行实验研究，可将光谱灯功耗降低70％，提高了可靠性。     

一种基于sCMOS的商业天基望远镜成像电路

基于工业级sCMOS传感器Gsense400BSI研制了一种高集成度、低成本、低功耗和高可靠性的成像电路,电路采用FPGA作为主控芯片,采用双DDR3实现数据缓存,电路包络尺寸为70mm×70mm×20mm。与此同时,为降低成本,提高电路的能效比和稳定性,选用有飞行经历的工业级器件,对供电纹波要求的低功耗供电网络和大功率器件散热布局等方面进行多项优化。通过测试得到该成像电路功耗小于2W。在没有主动制冷模块的情况下,该电路在轨工作良好。在轨成像期间sCMOS传感器温升不超过0.1℃,在某些应用领域摆脱了对制冷措施的依赖。由于sCMOS传感器具有高集成度、低噪声和高量子效率的特征,可用于实现对微弱星光的识别,应用自动曝光算法可快速得到合适的曝光时间范围,因此该电路在商业天基天文观测领域具有广阔的应用前景。     

星载计算机可靠性和低功耗的均衡优化研究

目前对星载计算机的研究主要集中在可靠性上,一直没有重视功耗问题,高可靠和低功耗已经成为高可信系统设计中面临的主要挑战。针对这一需求,研究了星载计算机系统设计中可靠性和功耗的协同优化问题,构建了组合使用动态可靠性管理,动态功耗管理,以及动态电压和频率调整的协同均衡优化整数规划模型,然后提出低功耗任务调度,可靠性约束的动态电压调整以及算法的求精的三步启发式求解算法。并对不同的方案进行了仿真验证,在保证系统的可靠性需求的前提下,平均功耗比单独采用动态功耗管理或者动态电压和频率调整降低了9%~21%。
     

新型星载S波段测控应答机的实现

在改进了传统应答机复杂结构的基础上,设计并实现了适用于皮卫星的体积小、重量轻、功耗低的新型星载S波段测控应答机。该机采用了数字锁相倍频技术和防误锁技术。整个应答机(包括接收和发射部分)在9×9cm2的电路板上实现,功耗小于1w。测试并获得了较好性能,可满足轨道高度小于1000公里的低轨卫星测控要求。     

N形缝光线引入器太阳敏感器技术研究

为适应微小卫星发展的需求,提出了基于线阵电荷耦合器(Charge Coupled Devices, CCD)的N字形狭缝数字太阳敏感器研究方案,以减小系统功耗并降低系统复杂度。该方案通过采用带有N字形狭缝的光线引入器以及单个线阵CCD作为光线探测器,实现了太阳敏感器对两轴太阳角的精确计算。提出利用迭代算法和修正系数对系统折射误差进行修正的方法,进一步结合质心算法,能够快速准确修正系统误差,提高系统精度和分辨率。N型数字太阳敏感器视场角可达(±60°)×(±60°),在整个视场范围内定姿精度优于0.1°,功耗 300mW。该数字太阳敏感器具有低功耗、大视场角和高精度的特点,设计、算法均大大简化,实现了太阳敏感器的微型化,在各种微小卫星上有广阔的应用前景。     

一种用于高频频率合成器的低功耗可编程分频器

介绍一种应用于高频频率合成器的低功耗可编程分频器。分频器由双模前置分频器及数字可编程分频器构成。提出一种新的相位开关技术,并基于此技术设计了16/17双模前置分频器,模块结构简单,可工作于吉赫兹频段。数字部分采用一种优化算法,使得其输出模式控制信号可直接控制双模前置分频器的分频比,简化了整体电路结构,提高了电路工作速度。设计基于SMIC0.18μm1P6M RF CMOS工艺实现,后仿真结果表明,电路工作频率最高可达3GHz,在1.8V供电电压、1.4GHz工作频率时,双模前置分频器的功耗仅为1.8mW。     

闭环集成光陀螺中FIR滤波器的设计和应用

为提高闭环集成光陀螺中电路的性能，提出了采用现场可编程门阵列器件(FPGA)实现有限冲激响应(FIR)数字滤波器的方案，并给出了一个8阶低通FIR数字滤波器的FPGA流程、算法的设计及其实现。仿真和测试结果表明，所设计的滤波器电路工作正确可靠，满足设计要求。     

利用脉冲激光开展的卫星用器件和电路单粒子效应试验

利用脉冲激光进行单粒子效应试验具有操作方便、试验效率高、可对芯片单粒子效应响应的空间区域和时间特性进行测试等特点,可作为卫星用器件和电路单粒子效应测试的有力手段。利用自主建立的脉冲激光单粒子效应试验装置（PLSEE）,针对某卫星用数字器件和电路进行了辐照试验,观测到了丰富的单粒子效应现象,首次测试了多次单粒子锁定对器件和电路的影响,对器件选用评价和电路系统抗单粒子效应设计具有参考价值。利用此装置,还首次在国内对有空间应用背景和前景的运算放大器、光电耦合器进行了单粒子瞬态脉冲效应的试验,表明这些器件像数字器件一样会发生严重的单粒子效应,而且更难捕捉和定位,对卫星系统的威胁不容忽视。     

基于DSP28335的质子旋进式磁力仪控制系统设计与实现

质子旋进式磁力仪是依据质子的旋进频率来测量地磁场的仪器。文章在分析了国内外质子磁力仪发展现状的基础上,提出了以DSP28335为核心的新型质子旋进式磁力仪控制系统的设计方案,着重介绍了数字控制板的设计和测频关键技术。与以单片机、PIC为控制芯片的传统磁力仪不同,新设计旨在解决现有系统成本高、功能有限和硬件电路复杂等问题,并完成了原理样机的研制。最后在实验室内对关键的测频技术进行了针对性测试,测量精度达到国内先进水平。     

小卫星“微型核”CMOS低噪声放大器的设计

卫星的小型化、低功耗和低成本的发展趋势,推动了对小卫星高集成度的研究。文章首先分析了小卫星"微型核"通信系统前端的结构;然后采用0.18μm CMOS工艺给出了工作在2.4GHz的单片低噪声放大器的设计。ADS仿真结果表明:电路的增益为14.878dB,噪声系数为2.781dB,功耗为14.44mW,输入三阶交截点为4.49dBm。     

针对初级频率标准采样数字跟踪器中频偏和噪声的分析

与以往的NIST频率标准不同,美国初级频率标准NIST-7中的主频跟踪器,并不是把一个本振锁定到原子谐振频率,而是把原子谐振频率与一个参考振荡器的频率进行比较。本文介绍对这个数字跟踪器的频偏和噪声分析,我们提出了对该跟踪器所做的少许修改,使得当存在频偏时可以得到更灵敏的测量。     

一种新颖的数字移相电路

介绍了一种新颖的数字移相电路。通过采用这种矢量合成电路结构 ,很好地解决了多个级间的匹配问题。利用这种电路实现的 4bit数字移相器 ,其移相精度小于 2° ,相位平坦度在 1 0 0MHz范围内小于 9°,插损小于 7dB ,驻波小于 1 .6。     

LEO卫星太阳电池电路原子氧效应分析及试验研究

分析了原子氧环境对低地球轨道(LEO)卫星太阳电池电路损伤效应,得到目前常用的太阳电池电路材料中银互联材料和聚酰亚胺膜对原子氧环境较为敏感。采用20μm的可伐互联片及50μm的银互联片样品,开展原子氧试验研究。试验结果表明:在原子氧总通量为1.7×1022 atoms/cm2以下时,可以选择银互联片作为连接介质,不会因为原子氧侵蚀对互联片产生危害。当原子氧总通量为2.5×1022 atoms/cm2以上时,可以考虑采用可伐互联片。文章的研究结果可为适用于高原子氧总通量的太阳电池电路互联片设计提供依据。     

一种大功率电源模块的低功耗供电线路设计

为了提高大功率DC/DC电源模块的传输效率，降低电路的功耗，文章设计了一种合理的低功耗供电线路，为电源模块中的芯片提供稳定的低压直流输出电压。文中采用电压控制型MOSFET作为调整元件并结合输出电压反馈电路，避免了输入电压过高时因三极管工作电流限制造成的供电线路功率损耗过大问题，有效提高了大功率开关电源模块的传输效率和供电线路输出电压的稳定性。最后通过试验验证文中设计的供电路静态功耗小、传输效率高，且线路简单易于实现。     

先进的宽带接收机ARXⅡ

先进的宽带接收机ARXⅡ将用于NASA深空通信网(DSN)。这种模拟/数字混合式接收机具有载波、副载波和符号同步等多种功能。可对残余载波、抑制载波或混合载波以及正弦波和方波副载波进行跟踪。文章还讨论了诸如时标多卜勒信号提取和监视控制等其它功能,包括信号捕获算法和锁定检测电路。详细说明了系统指标,描述了ARXⅡ的功能及有关数字信号处理算法并给出了方框图。     

液氧泵机械密封用金属波纹管设计研究

分析研究了液氧泵机械密封用金属波纹管在常温条件下轴向拉伸变形与金属波纹管自由高度和密封摩擦功耗之间的关系,在此基础上,研究归纳出了液氧泵机械密封用金属波纹管设计规范,采用该规范设计生产的金属波纹管已用于液氧/煤油发动机,该发动机已通过地面热试车考核.     

闭环光纤陀螺的温度补偿

为使全数字闭环光纤陀螺在全温度(-40～+65℃)范围内的性能保持一致,采用了控制光源以稳定光功率和波长,以及对集成光器件进行温度补偿两种技术措施。试验结果表明,研制的光纤陀螺在全温度范围内,标度因数和零偏的温度灵敏度分别小于2×10-5℃-1、0.008(°)/(h·℃),达到了中等精度光纤陀螺的要求。     

新型机电一体化微磁力矩器设计与实现

现代微小卫星的发展需要磁力矩器具备轻量化、低功耗、小型化、集成化等特点。提出了一种新的微型磁力矩器设计方式,采用机电一体化设计思想,使控制电路内嵌于支架的端面上,实现了磁力矩器结构和驱动电路的集成化和整体结构的小型化,明显优于传统的分离设计方式。采用单绕组线圈+脉冲宽度调制(PWM)换向驱动控制的形式,相比常规的双绕组线圈电流幅度控制形式,线圈的重量和体积都减少了一半,功耗更低,控制更加简便。驱动电路具有电流采样功能,可以实现闭环控制,相对于传统的开环控制策略控制精度更高。此外还对磁力矩器的线圈参数和磁芯参数进行了最优设计。所设计的磁力矩器在某微小卫星上已成功应用,表明了该设计方案的有效性和优越性。