雷达-电子战-通信的一体化

为充分发挥武器系统的作战效能，对作战平台上的雷达-电子战-通信一体化技术进行了研究。阐述了雷达与电子战、雷达与通信一体化的必要性和特点，并对一体化的关键技术，如以线性调频与伪随机编码信号的组合为共用信号、共用孔径及其波束控制技术等进行了分析。最后给出了一个采用软件无线电技术的雷达-无线电-通信一体化系统的方案。     

GPS信号快速捕获方案研究

设计在高动态环境下工作的GPS接收机,其难点之一在于对卫星伪码的快速捕获。针对缩短GPS接收机捕获伪随机码时间的问题,本文在对GPS信号结构作出分析的前提下,介绍了时域滑动相关的常规捕获方法;提出了基于FFT的快速捕获技术,并在matlab环境下做了系统仿真,仿真结果显示捕获速度可以得到显著提高。     

卫星SAR载荷蓄电池充电器的建模分析与设计

随着现代商业卫星的发展,低成本、重量轻、多功能、高集成的微纳合成孔径雷达(SAR)卫星迎来加速发展的阶段。由于SAR载荷工作时间短、峰值功率大的特点,需专门为SAR载荷配置一组高压载荷蓄电池,在相同电流下,可输出更大功率。针对高压载荷蓄电池恒流恒压充电的需求,提出采用推挽变换器的隔离升压充电器方案,搭建了推挽变换器的小信号模型,采用峰值电流控制的双环控制策略实现恒流恒压充电控制,最后在充电器样机上进行了实验验证。实验结果验证了分析的正确性与设计的有效性,可以满足SAR载荷蓄电池充电的要求。     

基于X射线掩星探测反演行星大气密度

X射线掩星是一种常见的天文现象,基于X射线掩星探测的大气密度反演是一种涉及学科交叉的新方法,其通过处理高能X射线天体辐射源的掩星观测数据实现大气密度的反演,基本原理为X射线在大气中传播时,X射线光子被大气中的原子（包括分子中的原子）吸收和散射,从而导致X射线强度发生衰减,根据衰减后X射线信号的强度反演对应的密度廓线。本文根据X射线掩星探测的应用需求,论证了基于X射线掩星实现大气密度反演的新方法,重点介绍了光变曲线拟合和能谱拟合两种地球中高层大气密度反演算法,分析了X射线掩星探测反演大气密度的研究进展和研究方法,对基于X射线掩星反演大气密度的优点进行分析和讨论,进而对X射线掩星探测的应用场景进行展望。结果表明,作为一种新型中高层大气密度测量手段,X射线掩星探测可对中高层大气密度实现有效探测,弥补了目前中高层大气密度实测数据的不足。     

一种校准空口误差矢量幅度的辐射信号产生方法

新一代通信技术愈发依赖毫米波信号,空口条件下毫米波信号质量的校准成为亟需解决的问题。在此背景下提出了一种用于空口毫米波信号误差矢量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)参数校准的W频段宽带矢量调制辐射信号产生方法,可以提供高载频、高传输速率的宽带矢量调制信号,为毫米波接收设备EVM参数的校准提供标准信号。使用倍频加混频的方式,获得符号速率1 GBaud(500 MBaud)的W频段正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK)矢量调制信号,通过天线辐射到空间传输。接收天线在远场条件处对信号进行接收,经过下变频后得到载频1 GHz的QPSK接收信号,解调后信号的EVM约为20%@1 GBaud(10%@500 MBaud)。为提高接收信号质量,研究了相应的预失真与信号平均技术,通过结合发射接收信号来估计传输链路误差并进行迭代补偿,将EVM最低降低到5.2%@1 GBaud(2.1%@500 MBaud),大幅度地提高了信号质量,为空口EVM参数校准提供了高质量的辐射信号。     

CYGNSS/SMAP数据融合半经验模型的土壤湿度反演

星载GNSS反射信号(GNSS-R)的土壤湿度反演易受陆地多变环境因素影响,目前,对于星载GNSS-R土壤湿度反演中误差分析及反演模型外推性能分析较少。综合多种误差修正模型,包括GNSS卫星发射功率误差、植被和地表粗糙度对反射信号强度的衰减,通过修正提高陆地点反射率的准确性,建立了反射率-土壤湿度的CYGNSS/SMAP数据融合的反演半经验模型。实现了一年高精度外推反演,反演偏差为-0.003 7 cm³/cm³,均方根误差(RMSE)为0.026 4 cm³/cm³,相关系数为0.963 6。提出了分季节的外推模型,提高了低含水量季节的外推精度。实验区域的经度为90°E～130°E,纬度为20°N～38°N,利用2019年10月至2020年9月的CYGNSS/SMAP数据进行训练,外推2020年10月至2021年9月的土壤湿度。经误差模型修正反射率后,模型的反演偏差提升6.80%,均方根误差提升3.30%。针对实验区域内冬、春季土壤含水量较低时反演精度差的问题,提出了同季节外推的分季节训练模型,相...     

非线性燃烧不稳定振荡幅值演化特征信号辨识方法研究

固体火箭发动机非线性不稳定压强振荡信号存在明显的多阶模态共存现象,且各个模态幅值随时间变化特性不同,模态之间存在振荡能量的传递与演化过程。为研究非线性燃烧不稳定模态间能量传递的演化规律,首先需要对振荡信号进行准确的模态分解。基于变分模态分解(VMD)方法,提出了一种可用于固体火箭发动机非线性不稳定振荡信号的自适应模态分解方法SPSO-VMD,解决了传统VMD方法无法自适应问题,在提高信号分解精度的同时极大的降低了计算时间。基于该方法,对典型的非线性燃烧不稳定信号的各阶模态进行了分解和分析。结果表明,该方法能准确地获得非线性燃烧不稳定振荡信号中各阶模态的频率和幅值,频率误差为0,幅值误差小于0.5%。最后,将该方法应用于真实发动机振荡数据获得了各阶模态幅值信息,为后续各阶模态之间能量传递演化研究提供了关键、准确的数据支撑。     

基于液体金属的接触PIM抑制方法和实验验证

接触非线性是射频设备和电路中产生无源互调（passive intermodulation,PIM）信号的重要原因之一。基于对接触结点射频等效电路的分析,提出了一种基于共晶镓铟合金（eutectic gallium-indium,EGaIn）的PIM抑制方法。EGaIn不同于传统的焊锡,它可以在室温下实现接触结位置上的稳定、可重构连接。首先分析了射频（radio frequency,RF）下的金属接触结的电路模型。其次设计并实现了两个包含不同金属接触结构且工作在2.6GHz的平面倒F天线（planar inverted F antenna,PIFA）。最后比较了EGaIn焊接前后PIFA的互调水平,其中对PIM指标的最大抑制程度为35dB。验证了EGaIn可以在室温下对PIFA的接触结点进行可重构焊接,这为电连接中的非线性抑制提供了一种参考方法。     

非接触式低无源互调温箱穿仓接口技术

高低温循环状态下的无源互调（passive intermodulation, PIM）检测是全面评估航天微波产品PIM性能的必要手段,传统的温箱穿仓波导连接方式在温循PIM检测中时常出现因应力、温变等因素导致检测系统残余PIM恶化的问题,严重影响检测灵敏度和检测效率。针对此,提出一种非接触式低PIM温箱穿仓接口技术。在温箱穿仓部位利用非接触电磁屏蔽原理构建非接触式端口,避免了不良电接触,以实现温箱内外快速稳定的低PIM电连接。理论分析了其中非接触结构的PIM抑制特性,针对Ku频段应用设计研制了温箱穿仓接口并开展了实验验证,实测在长时间温循状态下系统3阶残余PIM＜-140dBm@2×100W,获得了稳定的低残余PIM特性,大幅提升了PIM检测性能和检测效率,可广泛推广于各类PIM检测系统应用中。