航天器电源系统大功率智能配电技术

随着航天器功能的增多和容量的增大,对电源系统的配置、管理、故障检测与诊断以及可靠性和可维修性都提出了更高的要求,促使航天器配电技术向着大功率和智能化方向发展。文章介绍了“天宫一号”目标飞行器电源系统采用的大功率智能配电单元,并在此基础上提出了智能能源管理单元设计。通过采用智能数据处理、固态功率控制等改进技术,将大功率智能配电系统进一步提升和完善,拓展其应用领域,以满足未来载人航天和深空探测任务发展的需要。     

用于RF发射机详细EMC建模的一种数字混合程序

本文介绍了一种用于射频接收机/发射机单元电磁兼容设计的数字混合程序。问题分析细分为3个部分，并采用了一种联合FDTD和辐射集成程序。     

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。     

神舟飞船百叶窗控制器EMC加固试验的探索与实践

航天设备中普遍采用的DC／DC电源变换器,在高频开关状态下工作时引进了严重的电磁干扰,本文结合具体设备的EMC试验中出现的“超标”现象,对应用Interpoint滤波模块与DC／DC电源变换器模块配套使用的电路进行了具体分析。并介绍了EMC加固试验的探索与实践中,设计必要的补偿电路,采取多种措施降低或抑制各种高频噪声与电磁干扰。消除“超标”现象,达到较好的电磁兼容效果。     

高压大功率S3MPR电源控制器设计与验证

针对航天器平台一级能源变换高压大功率的应用需求,采用并联式DC/DC变换器的最大功率点跟踪(MPPT)拓扑结构,设计一种顺序开关分流最大功率调节(S~3MPR)电源控制器。为了解决传统S~3MPR技术的算法电路复杂、跟踪精度低等问题,兼顾航天器应用环境的特殊性,通过采用模拟电路实现的方式设计出一种基于交错扰动方法的MPPT控制算法电路。该算法可以实现太阳电池阵电压电流输出较大范围内精确跟踪其最大功率输出。研制了5 kW功率(10路太阳电池阵)的原理样机对设计进行试验验证,结果表明:电源控制器性能良好,满足高压大功率航天器平台的应用需求。     

基于在轨可维修性的载人航天器配电系统设计

配电系统是载人航天器的电能传输网络,故障严酷度等级高,在故障模式分析的基础上合理设计遥测点及控制点可以实现其在轨维修,这对提高载人航天器的可靠性和寿命具有重要意义。文章以载人航天器配电系统的基本单元为例,从实现可维修的角度对配电系统基本单元拓扑结构的每个环节进行详细设计,包括故障诊断与定位、故障隔离与系统重构、维修流程与安全性设计3个方面,并对其可靠性进行分析。文章提出的维修性设计,能够从系统工程的角度对载人航天器系统设计进行优化,按设计要点提前规划平台资源使用情况,从而实现配电系统维修性与平台资源使用之间的平衡,对载人航天器配电系统可维修性设计具有一定借鉴意义。     

某航天系统控制器的电磁兼容设计

简要介绍了航天控制器系统中电磁兼容的设计,并详细地介绍了1553B总线的电磁兼容的设计,对航天系统控制器的电磁环境特点进行了分析,提出了电磁兼容设计中新思路,解决了消除航天控制器系统中可能出现的各种电磁干扰和泄漏,从而使各项指标满足总体以及国军标GJB1143和GJB151A对电磁兼容性的要求.同时将问题的解决提到了设计与开发的过程,为1553B总线的硬件设计、电磁兼容、可靠性设计提供了参考.     

SAR卫星配电系统设计与验证

根据合成孔径雷达(SAR)卫星高压大功率有效载荷用电、双独立母线供电等典型特点及长寿命可靠性要求,设计了混合式能源分配、熔断器与限流保护分类应用的配电方案,以高分三号(GF-3)卫星为例,建立了卫星配电系统的仿真模型,对卫星能源分配、熔断器和限流保护对母线影响进行了仿真分析和地面试验验证,结果表明:卫星能源分配合理,供电保护有效,能够满足SAR载荷卫星的配电保护需求和整星能源安全保护需求,可以为我国后续SAR卫星的配电系统设计提供参考。     

星载平板有源SAR天线热设计与验证

合成孔径雷达天线是微波遥感卫星的重要载荷之一,一般具有尺寸大、收发单元多、热耗大、工作模式多等特点。载荷热耗峰值可达7000W,同时为减小热变形对指向精度的影响,设备温度一致性需优于10℃。因此大功率组件散热和温度一致性保持是合成孔径雷达天线热控的主要难题。采用被动和主动相结合的热控手段,合理设计散热通道,解决设备的散热难题;采用等温化设计,布置热管网络,降低设备间温差;采用新型智能随动控温方法,解决不同工作模式切换、空间外热流变化、辐射耦合带来的温度梯度保持难题。采用Thermal Desktop软件对天线进行了热仿真分析,并进行了热平衡试验。分析、试验结果和在轨测试结果表明温度和温差均满足要求。该设计方法可为大功率有源合成孔径雷达天线热设计提供借鉴。     

箭载电子设备的电磁兼容（EMC）设计探讨

介绍了运载火箭的电磁兼容（EMC）环境（电磁干扰源及传播途径）,并根据构成电磁兼容问题的三个要素对箭载电子设备的EMC设计进行了探讨．以某箭载电子设备的EMC设计进行了分析．指出箭载电子设备必须要根据实际情况采取合适的EMC设计方法及相应的EMC测量和试验工作,切实做到在加强设备抗电磁干扰性能的同时保证其高可靠性能;最后对电子设计自动化（EDA）仿真软件在整机电磁兼容设计上的应用进行了探讨。     

一种基于单机EMC试验结果的航天器系统级电磁兼容性分析方法

为提前识别单机电磁兼容性（EMC）试验超标情况对于航天器系统级电磁兼容性的影响,提出一种基于单机试验结果的航天器系统级电磁兼容性分析方法,即在单机EMC试验结果基础上,考虑安装位置影响,与系统级传导、辐射的敏感度限值和接收机灵敏度进行比较,获得安全裕量。对直立姿态两舱结构航天器的典型设备（包含非射频类产品、射频类产品和供配电产品）进行仿真计算,分析单机EMC试验超标结果对于整个航天器以及运载火箭电磁兼容性的影响。与实际测试数据的比较结果表明,所提出的分析方法能够实现利用单机EMC试验结果对航天器系统级电磁兼容性进行有效预测。     

一种基于可靠性数学的电磁兼容性分析方法研究

以系统可靠性预计理论为切入点,分析系统可靠性与系统级电磁兼容性的关联性。分析基于电磁干扰"三有限"和可靠性"三规定"的电磁兼容性预测方法。初步建立系统级电磁兼容性指标和性能降级的准则,给出包括串联、并联、混联等几种典型的系统电磁兼容预测模型和预测方法,最后得出基于可靠性预计理论的系统级电磁兼容预测公式,进而为预测电磁兼容性奠定了条件。采用所提方法对某军用计算机系统进行系统级的电磁兼容性预测,预测结果证明了方法的有效性及可实施性。     

一种S频段具有RCS缩减特性的编码超表面

设计了一种覆盖S频段的电控1-bit编码单元，并对其进行了等效电路分析与参数优化，单元在0/1两种工作状态下相位相差180°；以此为基础完成了9×9超表面阵列设计，通过设置变容二极管两端的偏置电压，使各个超表面单元能够根据设计需求在0/1两种工作状态之间切换，从而实现反射电磁波能量干涉相消。仿真结果表明，编码超表面阵列在2 GHz~4 GHz内相对于同尺寸的金属板能够实现15 dB以上的RCS减缩。     

一种航天器射频设备频谱兼容性分析方法

针对传统航天器系统级电磁兼容性设计的不足,阐述了航天器射频设备频谱兼容性分析方法的原理,并通过2个实际工程案例,证明了该方法的有效性。最后,给出了使用该方法进行频谱分析的步骤和注意事项,如应对电磁干扰裕度留有余量。     

某箭载综合放大器电磁兼容(EMC)设计

介绍了某箭载综合放大器的功能、原理、电磁兼容(EMC)设计及相应的EMC试验情况,并针对仪器在试验中出现的问题,进行了EMC改进设计和理论分析及试验验证。采取在敏感电路处增加高频旁路电容的改进措施后,仪器的电磁兼容性能得到增强,通过试验考核,表明改进设计合理有效。相应的EMC设计方法对其他箭载电子设备也有参考意义。     

卫星射频接收机电磁兼容防护设计方法

射频接收机是卫星测控、导航、有效载荷等分系统的重要组成设备,也是对电磁干扰最为敏感的设备,在对卫星进行电磁兼容性（EMC）设计时,必须充分考虑射频接收机的EMC防护,以保证其在卫星电测、发射和在轨运行时能够在其所处电磁环境中正常工作.文章描述了卫星射频接收机典型的EMC防护设计方法,从屏蔽、电磁泄露防护和天线耦合防护等方面进行了阐述.     

复杂电磁环境中智能决策对抗技术的应用

当前雷达技术的发展突飞猛进,复杂的电磁环境已经是战场必须面对的现实情况,提出了一种可适应战场复杂电磁环境的智能干扰技术,主要从分选、干扰策略和干扰效能评估等方面讨论了整个智能对抗干扰的原理,对战场指挥决策有一定参考价值。     

舰载导弹红外射频导引头电磁兼容设计

采用分层与综合设计法对舰载战术导弹导引头的有源器件选型,印制板、接地、屏蔽、滤波和瞬态骚扰抑制等电磁兼容（EMC）设计进行了研究。分析了各层次传导和辐射的电磁兼容性,给出了设计策略及某导引头壳体电子设计与仿真结果。研究对改善整个导引头的电磁兼容性设计有一定的参考价值。     

高精度非接触磁浮机构电磁干扰特性分析

针对因双超平台姿态控制引入非接触磁浮机构这一关键执行机构,而可能引起的卫星平台新的电磁兼容问题,开展了非接触磁浮机构的电磁干扰特性研究。首先,介绍了非接触磁浮机构及其驱动器的工作原理;其次,分别对非接触磁浮机构驱动器的脉冲宽度调制(PWM)控制信号高频干扰特性和传导电磁干扰特性进行了理论和仿真分析,并将其频率特性与星上其他典型单机的工作频率进行了比对。对比分析结果表明:非接触磁浮机构的电磁干扰频率与星上其他典型单机之间间隔较大,其相互之间产生的电磁干扰可忽略,磁浮机构的引入不会产生新的电磁兼容问题。