机载拖曳天线动力学建模与仿真

拖曳天线在空中的构型及垂直度是检验天线能否正常发射甚低频信号的主要依据,是设计人员必须着重考虑的因素.通过对其运动状态及其受力进行分析,建立机载甚低频拖曳天线动力学模型.针对其稳态动力学模型,运用Newton-Raphson迭代进行求解,计算出了天线垂直构型和天线的张力分布情况.通过与AD报告计算结果进行比较,证明所建立的动力学模型是可信的.最后分析了空气系数和天线末端质量对天线垂直构型和天线张力分布的影响.     

相控阵天线方向图仿真与分析

相控阵天线目前广泛应用于雷达中,促进了多目标、多任务雷达的发展。但随着电扫描角度的变化,其诸多指标也随之变化,对雷达的性能产生直接影响,因而对相控阵天线方向图进行实时定量分析具有重要意义。文章基于相控阵天线的基本原理,利用LabVIEW语言开发了相控阵天线方向图仿真软件。软件设置了相控阵天线各影响参数的输入控件,通过图形和数值2种方式进行仿真结果的显示,并以表格文件存储。通过不同条件下的仿真结果对比分析,软件可合理有效地对相控阵天线方向图进行实时定量的仿真分析,可应用于相控阵雷达的性能分析和评估中。     

充气展开反射面天线动态特性试验研究

充气展开反射面天线的结构动力学参数,可用于预测天线在外界激励下的动态响应、调整空中姿态和振动主动控制等。采用试验模态方法对反射面天线进行试验研究,分析了充气展开后反射面天线在地面环境下的动态特性参数。通过增大力锤锤头面积和提高激励点局部刚度来激发柔性天线结构全局振动,分组移动和对称分布加速度传感器来减小测试系统的附加质量影响。结果表明:天线在充气环内压力15 kPa时的整体弯曲振动基频为2.86 Hz,同时获得天线整体振动的前三阶固有频率、模态阻尼比和模态振型等参数,测试结果可为有限元模型验证和在轨动态响应预报提供基础。     

风洞模型投放试验轻模型法重力效应影响

风洞模型投放试验是研究超声速机弹分离问题的一种有效手段，相似参数的选取是影响试验准度的关键因素。有初始弹射速度的超声速机弹分离研究中，通常采用"轻模型法"得到模型的运动学及动力学相似参数，但该相似参数中模型重力模拟不足。为了研究重力效应对投放试验结果的影响，采用CTS试验技术对全尺寸真实参数与缩比尺寸轻模型法相似参数条件下得到的结果进行了对比研究。研究结果表明：在载弹与载机分离过程中，载弹位姿相互耦合，垂直下落位移的快慢会影响载弹姿态角的变化；轻模型法相似参数条件下，载弹垂直下落位移较慢，虚拟重力的修正方法只能近似修正下落位移，不能对导弹姿态角进行修正，而姿态角会影响下落的位移；机弹分离安全性方面，轻模型法相似参数条件下的试验结果较真实参数偏危险。     

一种星载伞天线展开机构研究

天线展开机构使用动力绳实现天线展开和收拢过程中易出现动力绳松弛、脱槽现象。以星载高精度伞状天线展开机构为研究对象，分析天线展开机构的工作原理；利用解析法获得展开机构的运动方程，结合天线展开机构运动部件结构参数，得到天线展开过程中展开机构动力绳的松弛规律；建立以展开机构结构参数为设计变量，以动力绳松弛量最小为目标的展开机构结构优化模型，通过模拟退火法进行求解，得到优化的展开机构结构参数，通过优化前后的展开机构展开、收扰功能试验，测试了机构工作时动力绳的松弛量，验证了展开机构优化的正确性。结果表明：优化后的展开机构动力绳松弛量较优化前降低了90%，优化效果显著。     

远场天线测试系统的研究与实现

针对天线参数测试过程及测试要求,分析天线参数测试中的主要问题,研究实际测试过程中环境因素对天线参数测量结果的影响,提出了一种基于虚拟仪器技术的远场天线性能参数自动测试系统的设计方案,详细阐述了该方案的系统组成部分与工作原理,包括矢量网络分析仪、天线测试转台与吊杆的控制原理以及数据采集的时序设计,结合Matlab实现了对影响因素的误差补偿与天线性能参数的测试计算方法,利用数据库技术实现天线测试数据的存储、读取与报告打印,通过现场测试试验验证了该方案的可靠性与可行性。     

基于SMO和RLS的航空电推进永磁电机驱动系统

针对大功率航空电推进驱动系统高可靠性和轻量化特性的需求，本文提出了一种基于滑模观测器（SMO）和递推最小二乘法（RLS）的多模式无位置传感器控制策略。首先通过SMO对扩展反电动势进行观测，并对转速估算值进行多模式处理，实现了快速、准确地提取出电机的转子位置角及转速等信息；再由RLS对永磁体磁链等参数进行辨识，依据辨识结果对控制器中的相关控制参数进行整定，并对观测器参数进行更新，提高了系统的鲁棒性。本文对300kW的永磁同步电机电推进驱动系统进行了实例仿真，验证了所提方案的有效性。本文所提出的方案可以实现可靠的无位置传感器驱动控制，具有快速的动态性能和较高的鲁棒性，为相关航空电推进驱动系统控制方案的设计和研究提供了参考。     

应用计算机绘图研制螺旋天线

本文介绍的是为有源雷达回波增强器研制的阿基米德平面螺旋和等角平面螺旋天线,并给出方向性图,电压驻波比和圆极化等电参数从S波段到X波段的测试结果。 在研制过程中用SKG语言（配DJ-052微机和绘图仪）进行编程并自动画出各种天线的精确形状,它捂言简练,工效很高。     

互耦影响下天线电参数的测量

针对天线测量中的互耦影响，提出了一种计量方法；推导出一组用于互耦影响下测量天线增益、雷达散射截面等电参数的计算公式，定义了互耦因子。     

直升机垂直飞行状态气动参数辨识方法研究

准确计算直升机的悬停升限依赖于诸如桨尖损失系数,非均匀旋翼诱导速度分布,旋翼下洗引起的直升机增重效应及发动机与旋翼之间的功率传递系数等气动参数的准确度。然而,由于复杂的旋翼空气动力现象,准确预估以上气动参数有较大难度。本文提出了一种确定直升机垂直飞行状态上述气动参数的方法,该方法通过建立直升机垂直飞行状态的运动方程,实测直升机垂直飞行时的相关信息,采用参数辨识的方法得到直升机垂直飞行时的气动参数,然后,利用辨识结果确定直升机的悬停升限。结果表明该方法能有效地确定直升机垂直飞行时的气动参数及相应的悬停升限,且具有飞行试验简便,不受直升机装载和外界环境条件变化限制的特点。     

Technique of integral diagnostics for a radio-frequency inductively coupled plasma discharge unit of an RF ion thruster

A technique of integral diagnostics for an RF inductively coupled plasma gas discharge unit of an ion thruster is proposed. This technique includes a priori measurements of antenna coil electrical parameters in free space and in assembled state as well as experimental determination of the antenna coil currents with and without discharge.     

飞行器热天线热电联合计算方法

为了研究高温环境对热天线电性能的影响,提出了一种热电联合计算方法,通过三维热、电信息传递程序实现不同温度区域介电性能的空间加载,以此关联温度场与电磁场网格节点信息,实现温度场-电磁场耦合问题的联合计算。介绍了热电联合计算方法的原理与思路,并以某型热天线为研究对象,考查天线温度分布对电性能的影响程度,为飞行器热天线的精细化设计提供了途径。该方法可应用于热透波结构的高温电性能分析,尤其对于恶劣热环境下的热天线/天线罩设计具有较高的应用价值。     

基于 STC15单片机和 LabVIEW的电参数监测系统设计

电参数的实时监测对保障用电设备的安全和供配电系统的可靠运行具有重要意义。基于 STC15W4K56S4单片机和 LabVIEW相结合的方式,设计了 1种由上位机、主控模块和测量模块组成的无线交流电参数监测系统。测量模块以 STC15W4K56S4单片机为控制器,采用专用电能测量模块 CS5463测量电压、电流等参数,用液晶模块 OLED显示,无线数据传送采用 nRF24L01模块实现,基于 LabVIEW的上位机程序进行电参数信息显示、参数设置等,实现了远程实时监测。该系统具有测量精度高、电路设计简单、监测灵活方便、易于扩展、人机界面友好等特点。     

Analysis and Design of Antennas for Air Traffic Collision Avoidance Systems

The analysis and design procedure of an antenna for a CW Doppler radar system being developed for pilot warning of midair collision hazards is presented. The antenna consists of two vertical arrays of half-wavelength dipoles mounted near a circular conducting cylinder. Each vertical array is composed of three vertical dipoles. Each array provides relatively uniform illumination (2-3 dB) in the forward 180 angular segment of the horizontal plane and approximately + 10-150 coverage in the vertical plane. The antenna could be used in a two-mode operation, either in a standard monopulse radar system (sum and difference amplitude patterns) or in a system where amplitude and phase are the measurable quantities.     

极化滤波反射面隐身天线研究

介绍了一种极化滤波反射面天线,将天线工程中的周期结构反射面技术应用于解决飞行器天线的RCS问题,采用由金属丝栅网构成的周期结构作为天线主反射面,使其对正交极化的来波具有良好的透射性,从而降低了天线的RCS。给出了此天线辐射方向图和雷达散射截面(RCS)的实测结果,并与普通金属反射面天线的结果进行了比较。     

Radically new design of SAR satellite: short vertical antennaapproach

The idea of this work is the use of a vertical antenna (antenna placed in the orbit plane) for a spaceborne radar. This surprising geometry is proven to work properly and to simplify the design of the instrument, particularly when it is associated with a short antenna length (<5 m, along speed vector). The number of antenna control points is greatly reduced, which saves cost and mass of an active antenna. A single pencil beam allows all the incidences and modes to be achieved. Viewing on both sides of the satellite track is enabled. Spotlight mode is no longer needed and therefore most of the operational constraints attached to high resolution are removed. Merits of the geometry are not limited to the instrument, a cascade of other innovations converges into a radically new design of the whole satellite for an ultimate goal of simplification and cost reduction, this is radar SAIL concept. The merits and cost savings of short vertical antenna are illustrated with a 1 m resolution X band mission, and the extra merits of the integrated SAIL architecture with respect to the standard satellite architecture are discussed     

Charge Structure and Dynamics in Thunderstorms

The electrical structure inside thunderstorm clouds and the changes with time of this structure are fundamental parameters for atmospheric electricity studies on Earth. This paper gives a review of the current state of knowledge about thunderstorm charge structure based primarily on in-cloud vertical profiles through different types of deep convective clouds, cirriform anvil clouds, and stratiform precipitation regions associated with mid-latitude mesoscale convective systems. Results on the dynamical evolution of the vertical charge structure during the early and decay stages from series of balloon soundings through small thunderstorms are described, along with recent findings regarding the importance of the charge structure in determining the current contribution of small and large thunderstorms to the Earth’s global electrical circuit.     

基于虚拟仪器的飞机供电特性参数测试系统的设计

介绍了一种基于虚拟仪器PXI总线的飞机供电特性参数测试系统的设计与实现，在设计该测试系统时采用了符合PXI总线规定的硬件仪器模块，使用图形化编程语言Labview设计了飞机供电特性参数的各种测试算法，实现了多通道同时快速数据采集以及并行同步采集。通过虚拟仪器面板的交互式使用，使界面简单明了、非常便于操作。通过对国产某型飞机供电系统的测试实验。结果表明该系统设计先进、稳定可靠、测试结果达到了要求的精度，对于被测的稳态以及瞬态参数有很好的性能，具有非常广泛的应用前景。     

Array antennas for DGPS

Multipath interference limits the speed and accuracy of determining position by “differential” GPS techniques. A geodetic surveyor, for example, requires multipath interference rejection of about 36+20 log₁₀ sin ϵ dB, where ϵ is the elevation angle of the satellite being observed. Signal processing in a GPS receiver cannot satisfy this requirement. A receiving antenna is required that can sufficiently reject signals arriving from below the horizon. Available antennas have inadequate rejection, and brute-force methods of improving them, by enlarging their ground-planes, are impractical. A compact, ground-planeless, dual-band, GPS antenna with improved multipath rejection has been designed and field-tested. This antenna resembles a vertical post rather than a horizontal platter; within its 0.1-m diameter, 0.4-m tall radome is a vertical array of turnstile elements. In field tests, a three-element array antenna rejected multipath better than a 0.5-m diameter ground-plane antenna by an average of 5 dB. A five-element array antenna appears superior to a 0.9-m diameter ground-plane antenna     

基于GRNN算法的飞机用电设备非侵入式负荷监测方法

随着飞机的多电化和全电化,机上电气检测及其负荷管理至关重要,然而飞机上为诊断所设置的传感器数量要求越少越好,非侵入式负荷监测（NILM）方法无需分散进入负荷内部,仅检测汇流条级别电力参数可完成负荷识别。选择稳态电流谐波参数为负荷印记,采集某型飞机交流主汇流条上用电设备真实电流波形,提取1~19次谐波含量建立特征库,用广义回归神经网络（GRNN）算法辨识负荷类别,设置适当样本数和扩展速度以有效提高识别准确度。实验表明：GRNN算法较之BP神经网络算法和SVM算法识别准确度更高,计算速度更适于飞机电气系统负荷监测和管理。将非侵入式负荷监测方法引入飞机供电系统分析,将为飞机电气管理、故障诊断和预测等进一步研究提供有效参考。