一种快速测试线缆终端共模阻抗的方法

航空电子设备之间的互联线缆是电磁干扰耦合的重要路径。对线缆耦合进行建模分析时,线缆终端共模阻抗是至关重要的输入参数。而航电系统线缆数量较多,提高线缆终端共模阻抗的测试效率,有利于快速建立线缆耦合模型。为此,提出了一种快速测试线缆终端共模阻抗的方法。首先,根据多导体传输线理论证明,在分析共模电流时可以将多芯线缆等效为一根单导体。进而,将线缆束等效为多导体传输线,并采用矢量网络分析仪和电流探头测量各条线缆2个任选位置处的电压反射系数。然后,基于所建立的多导体传输线模型,构造以终端阻抗为未知数的方程组。最后,采用数值迭代算法求解该方程组,得到各条线缆的终端共模阻抗。与现有方法相比,所提方法提高了测试效率和测试精度。      

基于TRL的非标准接口机载射频线缆测试方法

机载射频（RF）线缆是传输信号的主要介质，其回波损耗等性能参数影响飞机通导系统的工作，目前存在多种非标准接口线缆，需采用精密的转接引线，但其对阻抗、传输损耗等参数要求较高，且易发生性能衰减，导致测试结果产生较大误差。因此，针对应用精密转接引线进行测试时存在的问题，提出了基于TRL的非标准接口机载射频线缆测试方法。利用级联传输参数矩阵的方法对转接引线与待测线缆进行建模；利用改进的TRL校准方法对转接引线的参数进行去嵌入获取待测线缆的散射参数，进而评估机载射频线缆的性能。应用所提方法进行机载射频线缆测试实验，结果表明：除个别谐振点外，回波损耗最大误差约为1 dB，传输损耗最大误差约为0.2 dB，验证了所提方法的可行性和有效性。     

线缆耦合信号实时监测方法

线缆耦合是航电系统电磁干扰问题的主要来源之一,对其进行监测具有重要意义。利用线缆束中的非功能线作为监测线,实现了一种对功能线缆耦合到的干扰信号进行实时监测的方法。由于监测线与被测线具有相似的干扰场分布和布线路径,因此可以抵消二者的未知性和随机性带来的影响。将监测线与被测线视为相同的二端口网络,建立采用ABCD矩阵描述的端口电流相互关系,进而利用传输线理论建立频域解析模型,将其转化为离散时间模型并给出系统的信号流图,为硬件实现提供基础。以一个四芯传输线系统为例对本文方法进行了验证,与实测结果对比,端口电流峰值误差不超过6%,验证了本文方法的有效性和精度。     

改进FDTD／集总源模型分析航天器场线耦合

针对典型的电磁脉冲对航天器电缆耦合问题,建立了航天器场线耦合分析模型。在场分布计算方面,采用基于平均电参数和分析目标与 Yee网格不重合的边缘部分修正的改进时域有限差分法。在场线耦合方面,建立基于集总等效源模型的多导体传输线瞬态响应模型,将外场在传输线上激励的分布电压源和电流源与传输线指数矩阵解耦,建立了集总等效电压源和电流源模型。采用分析模型分析运载内一根电缆受电磁脉冲影响的响应,结果表明,即使存在屏蔽作用,电磁脉冲在电缆上耦合的干扰足以损毁设备。     

基于多项式级数法的线性时变系统的结构分析

采用多项式级数变换法对时变线性系统的结构性质,主要是能观性、能控性进行了初步研究。对于多项式展开后得到的近似系统－ｍ级数值模型,给出了相应的不能观、能观、能控的定义及状态转移系数阵的概念;并且得到了在这种定义下,近似系统在某点的可观性、可控性和原时变系统在这点可观性、可控性之间的关系,从而说明进一步运用多项式展开后的系数阵来判别原时变线性系统的能观性、能控性以及其它结构性质的研究是很有可能的。     

考虑结构刚度不确定性的概率颤振分析

针对舵面颤振系统中存在的不确定性问题,考虑参数的随机分布,利用蒙特卡罗模拟（MCS,Monte Carlo Simulation）和非浸入式随机多项式（NIPC,Non-Intrusive Polynomials Chaos）两种方法进行概率颤振分析,以对结构稳定性和颤振风险进行评估.选取一个存在非线性因素的典型三维舵面作为研究对象,考虑舵机弯曲刚度和扭转刚度两个不确定性变量均满足高斯分布,基于MCS和NIPC两种方法开展不确定性定量分析工作.MCS方法选取大量的样本进行颤振计算,而随机多项式方法利用配点法建立代理模型,以此获得大量的颤振信息,进而得到舵面系统发生颤振的危险速度区域及给定速度下系统发生颤振的概率,并对两种方法的置信水平、计算精度和计算效率进行了比较分析.结果表明,以不确定性量化为基础的概率颤振分析方法能充分利用不确定参数的概率信息对结构系统的颤振风险做出评定.      

复合材料飞机接地回流网络建模与阻抗分析

为保证飞行安全,复合材料飞机需增设金属电流回流网络来满足机上电气系统的接地需求。针对复合材料与金属电流回流网络搭接的阻抗计算问题,采用一种基于导体和电介质的部分元等效电路（PEEC）法,对包括金属导轨和复合材料蒙皮的接地回流网络进行了建模,计算接地回流网络在不同参数、结构下的阻抗,实现任意节点之间的阻抗计算,并分析了不同频率下接地回流网络中构件部分参数对阻抗值的影响及不同类别接地点间阻抗值的差异。仿真计算实例验证了所提方法的适用性及计算结果的正确性,可为复合材料飞机接地回流网络在故障管理及电气保护系统设计等方面提供参考。      

基于遗传进化算法反演吸波结构电磁参数

对多层吸波结构中未知参数层的电磁参数进行了反演.根据传输线理论确立的多层结构电磁参数与反射/透射系数的关系,建立正向反射率计算模型,根据自由空间法原理搭建的测试平台测量得到多层吸波材料不同入射角度下的反射率信息,利用改进的遗传进化算法获取了多层吸波结构中未知参数层的电磁参数.在遗传进化过程中,采用高斯随机数代替基本遗传算法的均匀随机数,避免了传统网络参数法厚度谐振、多值性问题和基本遗传算法易陷入局部最优点的问题.与传统传输/反射法结果的比较,验证了这种方法的可靠性.这种方法同时适用于计算高、低损耗介质材料的电磁参数.      

考虑舵机时滞的阵风减缓主动控制律设计

针对存在舵机时滞环节的气动伺服弹性系统,提出基于Padé近似和线性二次高斯（LQG）控制的阵风减缓主动控制律设计方法。利用Padé近似将舵机中的时滞环节线性化为一个高阶传递函数并引入气动弹性模型,建立线性的阵风减缓受控模型;利用LQG控制方法对线性化模型设计阵风减缓主动控制系统,并采用平衡截断法对所设计的控制系统进行降阶;利用Simulink将所设计的控制系统引入非线性模型中,得到von Karman连续阵风激励情况下系统的开/闭环响应情况。计算结果表明:根据所提方法设计的阵风减缓主动控制律能有效降低原气动伺服弹性系统的阵风响应,对研究对象机身过载的抑制在15%左右,而对翼根弯矩的抑制达到25%以上。      

长周期高精度回归轨道与脉冲轨道控制策略设计

针对长周期回归轨道设计和维持问题，研究了一种基于高阶Poincaré映射的高精度引力场中回归轨道优化设计和控制的通用性半解析方法，其中摄动包含大气阻力、太阳辐射压力和日月三体引力等因素。通过对Poincaré映射进行高阶展开并表示为多项式形式，可精确近似对一个或者多个回归周期内的轨道递推，从而在赤道升交点处施加脉冲推力，实现高精度的回归轨道设计和控制。提出了分别解决严格和宽松2种回归约束下问题的方法，并应用于实际在轨TerraSAR-X、Landsat-8、IRS-P6、SPOT-7和UoSAT-12任务的回归模式。所提方法具有计算效率和精度高的优点，可用于星上自主轨道递推和轨道控制。      

一种宽频带振子天线

介绍一种宽频带振子天线,它由旋转对称的导体组成,表面形状沿天线轴线方向是按锥面、球台面、圆筒振子顺序光滑连接而成,在中心用50?Ω同轴电缆馈电. 假定天线表面上等效电流的变化仅沿着导体轴向的表面切线方向,用矩量法计算电流分布,选取三角函数为展开函数和权函数. 用一个例子,给出计算的天线输入阻抗、辐射方向图、方向性系数以及输入驻波比随频率的变化,发现所研究的天线具有满意的宽频带特性.     

航天器电线电缆寿命预测模型研究

随着航天器复杂大系统的高速发展，以及器上电子产品的广泛应用，使得电线电缆大量应用于复杂系统之间的功率输送和信号控制。在航天器运行过程中，电线电缆由于受到空间布局限制，交叉重叠；同时受振动、温度、空间辐射等外部环境影响，致使电缆老化进而引发其他电气故障。介绍了基于可测特征参数的寿命模型建立方法，得出电缆剩余寿命的预计模型，开展航天器电线电缆老化机制以及寿命预测模型研究，最终实现航天装备电缆寿命预测的能力。     

用频装备带内多频电磁辐射阻塞干扰效应预测方法

为解决用频装备复杂电磁环境效应准确评估的技术难题，从电磁辐射信号耦合传输的基本理论出发，推导揭示了射频前端线性不良和动态范围不足分别是导致用频装备电磁辐射效应对带内多频电磁辐射干扰场强有效值、幅值敏感的本质原因。在此基础上建立了2类用频装备的带内多频连续波电磁辐射效应模型，提出了通过正弦调幅波(调制深度100%)、单频连续波电磁辐射临界干扰场强有效值之比(E_ame/E_sine)确定受试装备电磁辐射敏感类型的方法。E_ame/E_sine>0.9时，受试装备对干扰场强有效值敏感，0.612 < E_ame/E_sine < 0.9时，受试装备对干扰场强幅值敏感。通信电台带内双频、三频电磁辐射效应试验验证表明:所提建模预测方法的误差小于10%，能够有效预测用频装备带内多频连续波电磁辐射效应。      

电源线尖峰信号的分析与测试

针对感性负载在电源线尖峰信号试验过程中存在峰值难以捕获的问题,通过对感性负载在开关过程中的动态特性分析,研究了电源线尖峰信号的形成机理和影响因素,在此基础上,提出了在直流条件下电源线尖峰信号的替代测试方法。仿真实验结果表明,直流替代测试方法与理论结果基本一致,可用于解决标准试验方法的最大峰值随机问题,极大压缩峰值信号的动态范围,有效降低测试过程中的风险水平,对于电源线传导干扰的测试分析具有参考意义。     

低电离层elves现象的模拟研究

建立了雷暴放电产生的电磁场在对流层-低电离层之间耦合的时变模式,并用模式研究elves现象的时空特征.模拟结果表明,雷暴放电产生的电场包括准静电场和辐射场,其中由放电电流脉冲产生的辐射场是产生elves现象的直接原因.辐射场的电场强度分布与偶极辐射产生的电场强度的分布相似,在雷暴放电的正上方电场较弱,在地面附近辐射电场较强.模拟结果还表明,elves现象在向外扩张时具有双峰或单峰结构,在摄像仪的底片上相应出现双环或单环结构.elves现象在83 km高度水平向外扩张的过程中,最大光辐射强度开始增大,然后逐渐减小.此外,利用球形电磁波假设,探讨了elves现象超光速水平扩张的原因.      

利用人工神经网络快速计算木星系磁坐标

在木星辐射带研究中,从地理坐标向磁坐标的准确转换是建模基础.以往的建模中,磁壳参数L值的计算基于磁偶极场假设,该方法精确度较差.结合最新的高精度木星磁场模型JRM09,本文提出基于磁力线追踪法的木星磁坐标计算方法,并分析其合理性和必要性.要求精确度较高时,磁力线追踪法计算耗时很长.本文在磁力线追踪法的基础上进行改进,提出基于人工神经网络的磁坐标快速计算方法.该方法包括分类器和拟合器.分类器基于Adaboost算法的BP神经网络,用于预测某地理坐标是否在内磁层,如果在内磁层,则用拟合器计算L值.拟合器采用遗传算法优化BP神经网络.结果表明,分类器的分类错误率在3%以内,而拟合器的预测误差在7%以内.以Juno号一圈探测轨道为例,利用神经网络的磁坐标计算法比磁力线追踪计算法速度快3个数量级以上.基于人工神经网络的磁坐标快速计算方法可用于未来木星辐射带的研究.      

弹用电磁继电器贮存退化试验及其寿命预测方法

弹用电磁继电器（EMR）是国防武器系统中重要的机电元件,负责信号传递、电路保护与控制、负载切换等功能,对弹用EMR贮存可靠性的可靠评估已成为亟待解决的问题。以装备应用普遍的某型弹用EMR为例,提出一种考虑性能退化的贮存可靠性试验和评价方法。通过研制的弹用EMR贮存退化试验综合系统,获得了其贮存退化敏感参数的变化情况,对弹用EMR的贮存可靠性建模方法进行了探索性研究。提出了基于时间序列分析和小波变换方法的实测参数预处理方法,提高了预测精度。通过回归理论估计了贮存退化模型的参数,并用所建模型对弹用EMR正常温度应力下的贮存寿命进行了预测。