行波管在轨可调高压数字化隔离控制电路设计方案

为了实现星载行波管放大器在轨功率和频率可调,需要遥控改变行波管的阴极电流和螺旋极电压。为了精准控制行波管的阴极电流和螺旋极电压以及控制灵活性,提出了用变压器隔离的串行数字化高压控制参考电压产生电路,电路通过传输两路脉冲信号：一路为开始和时钟复合脉冲,用于识别和准备接收数据以及分离时钟信号;另一路为数据信号,它是数字化的高电压值(对应螺旋极或阳极电压)。详细介绍了电路的组成、原理和参数设计方法,并用PSpice进行了仿真验证。仿真结果证明：电路能正确识别、接收和完成数据传输和转换功能。串行数字化高压隔离电路完全可以实现控制电压的精准传输,输出电压无纹波,控制方式灵活,易于调试。     

压差传感器电路

DPF110是一种差动电容型压差传感器。如图1所示两固定电极相对安装,中间仅有很小的间隙。因压差而引起的板簧位移会使移动电极和固定电极之间的电容发生变化。测出这种变化,并经电路运算可得到4～20mA的直流输出。各电极间的电容变化约为十微微法拉左右(10pF)。     

基于偏微分处理的MZM偏置电压控制算法

MZM是一种电光晶体，是光矢量调制中一种重要器件。但MZM电光晶体自身特性参数会因为外部条件（温度等）和内部微结构（随时间）的改变而产生相应的变化，导致其传输曲线发生变化。因此要产生高质量的调制信号，就必须对MZM的偏置点偏移进行实时监测，并以此进行闭环的实时控制，补偿偏移。本研究首先对MZM直流偏置漂移的原因进行了数理分析，接着提出了一种MZM偏置电压的控制算法，该算法将输出功率的偏微分处理作为检测偏置点偏移的依据，具有不受输入光功率和前端插入损耗波动影响的优点。为验证理论的正确性，本研究进行初步的Matlab仿真，仿真结果表明：在输入光功率信号波动情况下，此算法依然有效。     

分布式SAR相位同步误差的影响分析与试验验证

相位同步是分布式SAR系统必须考虑的突出问题之一。建立了双向脉冲交换相位同步全数字仿真模型,仿真得到相位同步误差信号。基于全数字仿真系统分析了不同类型相位同步误差对InSAR测高性能的影响。最后利用地面半实物仿真试验得到实际分布式SAR系统相位同步误差及其对InSAR测高的影响,实测相位同步误差标准差为2.6度,引起的InSAR相对测高精度损失在厘米量级;并且半实物试验结果与全数字试验结果一致,表明了相位同步方案及其影响分析的正确性。本文工作对分布式SAR相位同步分系统的设计与实现具有重要指导意义。     

塔康信标基准下垂的补偿与性能改善研究

为了改善塔康信标"基准下垂"现象对系统性能的影响,从分析基准下垂产生的原因入手,研究了基准下垂的信号特征,通过将相对下垂信息变换为脉冲宽度信息,再将脉宽积分为直流补偿信号,加至基准下垂电路的补偿级,实现了对下垂信号的补偿.并通过MatrixX仿真对这个过程进行了验证,仿真结果表明,该补偿方法能够达到预期的补偿效果,从而保证了塔康系统测位功能的正常发挥,同时降低了寄生调制误差,提高了测位精度.     

多带通UWB信号光子学产生方法

基于多个不同权重与时延的doublet脉冲叠加,提出一种新的多带通超宽带（ MB-UWB）信号光学产生与传输的方法。射频（ RF）信号对光载波进行强度调制后,电高斯脉冲对光信号进行相位调制并利用标准单模光纤（ SMF）进行传输。 SMF实现相位调制-强度调制（ PM-IM）转换,产生doublet脉冲;实现多个doublet信号的时延差,产生叠加的UWB信号。通过调节RF信号源的频率可以实现UWB信号中心频率和带宽的改变;通过调节RF信号源的幅度可以实现边带抑制比的改变。仿真实现了边带抑制比大于25dB,中心频率5~8GHz,带宽2.9~3.8GHz的UWB的信号产生。     

基于伪码锁相技术的高精度测距修正方法

双向单程体制星间通信测距接收机中,基带负责通信测量的现场可编程门阵列(FPGA)工作时钟通常与外部时频单元送给接收机的10.23MHz时钟是异步关系,这样会导致FPGA内部产生的测距时刻与10.23MHz产生的测距时刻(即秒脉冲上升沿时刻)不完全同步,为了以时频单元输入的测距时刻为基准,需要对FPGA内部产生的测距时刻与时频单元产生的测距时刻进行同步处理。文章提出一种采用伪码锁相跟踪测量的测距修正方法,用FPGA的工作时钟去采样跟踪时频单元10.23MHz时钟,最终输出测距时刻脉冲和相位差,其中测距时刻脉冲用于采样测距信号,而相位差则转换为时间差用于对测距结果进行修正。经理论分析、仿真及FPGA验证,结果表明:此方法可以实现两个异步时钟测距时刻的高精度同步,测量精度高可达皮秒量级,且实现简单,占用FPGA资源较少。     

基于脉冲星联合定位模型的TOA预测模型误差修正算法

为提高脉冲星导航定位精度,修正脉冲信号到达时间的预测误差,文章提出一种基于多航天器联合观测数据的脉冲到达时间预测模型误差修正算法。该算法利用航天器和基准站之间的联合观测数据,通过相关运算测量脉冲到达时间差;通过数学推导得出航天器与基准站之间的位置关系与脉冲到达时间预测模型的关系;利用扩展卡尔曼滤波算法融合多颗不同辐射方向的脉冲星的脉冲到达时间差,实时在线修正预测模型参数误差。仿真实验结果表明,当观测时间超过100秒时,该方法可抑制脉冲信号到达时间预测模型的漂移误差。该方法可用于基于脉冲星的深空探测器自主导航系统,提高导航定位精度和脉冲信号到达时间预测精度。     

卫星储能/姿控一体化飞轮构型及其误差分析

介绍了卫星储能/姿控一体化飞轮的偏置动量、零动量和单个飞轮的不同构型及其组成,并分析了成对飞轮偏置动量、单个飞轮零动量构型的动量和能量转换。建立了偏置动量和零动量飞轮的控制模型。对电机转矩不对称,以及转子转动惯量和安装不同轴误差对卫星姿态的影响进行了仿真试验。结果表明,前者的影响甚微;后者在不同轴误差为0.2°时,转动误差应小于2%。     

高性能,多功能新型开关电源

高性能、多功能的半桥式脉冲宽度调制(PWM)开关电源与一般同类型开关电源基本电路相比,具有电路设计新颖、集成度高和更适用于现代计算机网络电源的特点.着重介绍PWM型开关电源的半桥式功率转换电路、TTL电平控制遥控电路、低压大电流输出压降补偿电路、输入交直流两用电网源的输入电路和软启动电路的工作原理及其构成.     

基于GNSS的通信星座系统的时间同步研究

为近地通信卫星星座系统提出一个将星座各星上时钟同步到地面系统时钟的新技术方案,以GNSS导航系统时钟作为高精度、高稳定的时间基准,利用地面站和星座星上的GNSS接收机基于定位原理测得各自时钟相对于GNSS系统时钟的时差量（秒脉冲相位差）,进一步得出各星时钟相对于地面系统时钟的时差观测量。每个星上时间管理单元利用一个Kalman滤波器估计星地时差模型参数,周期性更新星上时差预报,并据此估计秒脉冲调相时机,以及按照最小调相残差原则估算的调相幅值,并令PPS发生器完成相关调相操作。还设计了上述时统方案在一个典型Walker（24/3/1）星座中的应用研究,并开展了数学仿真和半物理仿真。文章还设计了一个半实物仿真方案,通过数学仿真和半物理仿真,表明该时统方法可将星地秒脉冲相位差自动控制在指定误差范围内,证实其在近地通信卫星星座系统全网时间同步任务中应用的可能性和有效性。     

双星InSAR时间同步误差对相位同步的影响

针对双星编队的InSAR雷达系统,提出了SAR与相位同步一体化的系统框架,在双星时间同步误差的基础上,提出了一种综合考虑时间同步误差、SAR和相位同步发射及接收链路时延的双星相位同步设计方法,给出了相位同步补偿后的辅星回波信号相位和双星干涉相位,推导了两种时变相位误差功率谱密度,经过理论分析和仿真试验证明：相位同步补偿后,时间同步误差不影响相位同步精度,只影响辅星目标位置。辅星回波固定相位误差较大,但不影响成像,双星干涉固定相位误差为千分之几度,对干涉测高精度影响可以忽略,辅星回波和双星干涉时变相位误差与主星相近。     

微波无线传能系统中直流阻抗匹配器设计

微波无线传能系统存在整流电路输出直流功率随直流负载变化而急剧下降，以及多路不同功率直流合成效率低的问题。为解决上述问题，本文探索在整流电路和直流负载之间设计直流阻抗匹配器。通过场效应管控制阻抗匹配器的开断实现输入电压与平均输入电流之比不变，从而保证匹配器的等效输入阻抗恒定不变，达到与整流电路匹配的目的。设计和制作了一款输入阻抗为400欧姆的直流阻抗匹配器。测试表明，即使直流负载从400~6000欧姆大动态变化，该直流阻抗匹配器能够稳定地实现约60%整流效率。对两路直流功率合成，与直接合成相比，该直流阻抗匹配器将合成效率提升了5.75%~19.18%。     

连线干涉测量信号处理方法及实验验证

干涉测量技术是深空探测任务中高精度获取导航数据观测量的重要技术手段。阐述连线干涉测量原理,详细推导干涉测量信号处理算法,用于准确提取反映航天器测角信息的时延观测量。分析信号处理数学模型,通过仿真验证算法的有效性。由于连线干涉测量具有严格的时间同步特性,同时消除了传播介质公共误差对信号的影响,通过搭建连线干涉测量实验系统实际采集地球同步卫星信号进行分析,结果表明实验成功获取了清晰的干涉条纹,得到高精度的时延观测量信息,从而验证了连线干涉测量信号处理方法的有效性。     

一种改进的Costas环设计方法

针对非相干模式下输入载波精确测量问题,提出了一种基于周期反馈模式的Costas环改进方法。系统开环测量相位差、频差;闭环反馈误差信号,完成对输入载波的同步,建立了其数学模型,应用System View进行仿真实验,仿真结果证明改进的Costas环在非相干模式下完成与载波同步的同时,能够实现对输入载波相位差、频差精确测量。
     

双镜头航空相机投影转换误差分析

双镜头双探测器拼接式航空摄影相机获取的是双中心投影影像,需要将其转换成等效单中心投影虚拟影像并控制其转换精度。文章对双镜头相机建立由双中心投影向等效单中心投影转换的数学模型,依据模型得出投影转换误差的影响因素,并采用蒙特卡罗方法与最大误差方法对投影转换误差进行MATLAB仿真,利用仿真结果分析总体误差分布与各误差源的影响效果,为误差源的范围限制提供参考。结果表明:对于参数特定的双镜头航空相机,当主点误差限为0.5像元,主距误差限为1像元,相对角元素误差限为10″,相对线元素误差限为1mm,相对航高误差限为150m时,投影转换误差可控制在2像元内,且相对角元素误差为主要误差源。     

分布式SAR时间同步误差的影响分析与试验验证

时间同步是空间同步和相位同步的工作前提,是实现星载分布式SAR干涉测量的核心问题.基于多项式时间同步误差模型,给出了含时间同步误差的数字回波信号仿真模型.采用理论分析与全数字仿真试验相结合的方式分析了时间同步误差对于涉测绘带损失、双站SAR成像以及干涉测高精度的影响.基于包含SAR载荷和时间同步样机等实物在内的半实物仿真系统,提出了采用不同设备连接方案的误差隔离和溯源试验评估方法,通过试验结果对比分析得到时间同步误差对干涉测高的准确影响结果.最后综合得到对时间同步分系统的输入输出指标要求.本文工作对时间同步的工程实现提供有力支撑.     

多信息传输技术在导弹地面发控设备中的应用

地空导弹武器系统的地面发控设备采用多信息传输装置能减少传输线,特别是减少电缆和汇流器环数,从而使设备结构简单、体积小、重量轻、使用方便,提高武器系统的机动能力.这种多信息传输装置采用10根导线,能传输68路信息,最大容量可达128路.该装置主要由振荡器、采样代码产生器、信息转换信号电路、并串变换器、串并交换器及信号转换信息电路等单元组成.对这些单元的作用、工作过程作了介绍.最后详细叙述多信息传输装置的方案设计思想和工作原理.     

基于漏泄同轴电缆的周界入侵系统定位技术研究

为了解决基于漏泄同轴电缆的周界入侵系统定位精度低的问题，提高周界入侵系统的性能，文章采用CST联合ADS、Matlab，构建了一套协同仿真软件系统，为基于漏泄同轴电缆传感器的周界入侵系统的精确定位功能提供仿真设计。通过协同仿真软件系统，计算有人入侵的接收信号与发射信号间的时延，得到收发信号间的频差；继而利用该频差仿真计算入侵者的位置，与预置的实际位置比较得到定位误差。定位误差的仿真结果及实测结果表明，该方法能将定位误差控制在1m以内，具有很好的定位精度。     

基于1553B总线的卫星星时同步方法

目前卫星的绝对时间由GPS提供,并通过总线广播的方式将时间信息码发送给各卫星载荷分系统,但各载荷收到时间信息进行相应的处理后都会有一定的延时,所以需要对卫星系统进行时间同步。卫星通常使用的星上时间同步方式为GPS秒脉冲和时间信息广播相结合的方法,但此方法需要占用一定的硬件资源。为了节省硬件资源,并保证卫星星时同步的精度,文章提出基于1553B总线卫星星时同步的方法,使用同步方式字命令和时间信息广播相配合,卫星载荷利用1553B总线控制芯片内部时间标记寄存器计时,计算软件处理延时,降低系统随机误差,进而实现星时同步。经过仿真和测试验证,表明该方法可以将系统时间同步随机误差降低到100?s。该方法采用软件实现,卫星无需提供GPS秒脉冲,节省硬件资源,降低成本,适用于时间同步要求精度高、未对载荷分系统提供GPS秒脉冲的卫星系统。