无线能量传输整流天线技术研究进展

近年来,无线电技术不断发展,其中无线能量传输技术可以实现无线供电,引起了广泛关注,具有很高的研究价值和应用前景。无线能量传输系统中的整流天线用来将接收到的电磁波转换为直流电,其转换效率是衡量系统能量传输能力的一个重要指标。文中首先介绍了无线能量传输技术的基本原理,接下来阐述了无线能量传输整流天线的研究进展,总结了近年来整流天线设计的主流技术方案,包括多频段和宽带整流天线、谐波抑制整流天线、高增益整流天线、双极化整流天线、大功率及负载范围整流天线、基于电磁超材料的整流天线等,并讨论了不同方案的关键技术及优势,展望了未来的发展趋势。     

激光无线能量传输远场大光斑测试技术

无线能量传输系统作为空间太阳能电站的一个关键部分,其性能直接决定了空间太阳能电站技术的可行性。特别对于激光无线能量传输系统,准确测量激光远场光斑分布是分析和评价激光无线能量传输系统性能的有效手段。针对太阳能发电卫星轨道高、激光传输距离远、接收激光光斑面积大,并且受大气影响,光斑抖动严重,光斑能量分布以及光斑形状测量困难的问题,文章提出了基于光能探测器阵列的大面积激光光斑测试方法,采用光斑分布式测量及能量分布重构方法,完成激光无线能量传输系统远场光斑的测试,具有分布式测量,可灵活布局的特点,通过反演算法能够实现光斑能量密度分布重构,接收激光功率积分求解,光束发散角计算等,功能多样,适应能力强,为激光无线能量传输系统载荷的参数修订,以及在轨飞行任务的评价提供有效依据。     

全金属Fabry-Perot谐振腔天线

为实现远距离微波无线能量传输,发射天线应具有耐受大功率、高增益、低损耗和结构简单等优点。针对以上需求,文章设计了一款全金属结构的Fabry-Perot谐振腔天线。整个天线包含全金属腔体,波导馈口和双层金属栅格覆盖层。覆盖层的尺寸为3λ0 × 3λ0,λ0为对应的工作波长。每一层金属栅格都包含9 × 9个单元。所设计的双层覆盖层可以看作是一种电磁带隙结构,通过优化双层金属栅格单元的厚度和间距,实现了工作频段的宽带化,仿真结果表明其在9.72GHz~10.3GHz之间实现了插入损耗小于3dB的宽频带传输特性。通过电磁带隙结构对馈源辐射出来的微波进行幅度和相位的修正实现增益的提高,仿真结果表明：不加载双层覆盖层时该天线的增益为9.7dBi, 加上覆盖层之后增益提高到了17.76dBi。为了验证上述设计和仿真,加工制作了一款全金属结构Fabry-Perot谐振腔天线,实测结果表明：该谐振腔天线在10GHz实现了17.31dBi的高增益,同时在9.51GHz~11.42GHz之间获得了回波损耗大于10dB的阻抗带宽。     

大功率高速激光无线能量信息同传技术

激光通信及激光能量传输技术都以激光为载体,进行空间传输,将能量和携带信息传递给远端设备,在系统构成上具有天然共同点,因此,在同一套系统内实现激光通信/传能两种功能,必将成为未来系统能源信息传输的有效手段,将优化系统构成,提高系统效率。文章研究了激光无线能量信息同传技术,对激光能量信息同传机制、同传机制下激光信号调制解调、高效率光电转换技术,提出高效能量信息同传系统设计方案,研制了火箭地面激光传能通信一体化样机,实现25m传输距离,激光无线供电461W,激光无线通信速率500Mbps,为下一步高效激光无线能量信息同传系统发展提供解决思路。     

电磁波在电离层中的传输建模分析

电磁波从宇宙空间对地传输过程中,不可避免需要穿过地球电离层,并受到电离层折射、反射、穿透等影响。为研究电离层中电磁波的传播路径,利用IRI2016电离层模型和NRLMSISE-00模型的数据,基于射线追踪算法,综合利用龙格-库塔法,并采用变步长实现了电磁波在电离层多层空间复杂等离子体中的传输计算。同时,还研究了不同频率和纬度的电磁波在电离层的传播途径。研究表明较高频率的电磁波受到电离层的干扰较少,在100MHz时,电磁传播的偏移角度仅为0.795度;电离层的非均匀层状结构决定了电磁波在其中的传输存在多模现象,并受到了光照的影响,在日间和中纬均受电离层的强烈干扰,偏移角度均大于2.2度,较夜间和低、高纬地区的传输偏移更大。     

欧洲航天局测控通信网的新发展

航天测控通信网作为航天任务测控的基础网络设施,其发展和技术革新深受各国/地区航天局的重视.     

空间与环境探测星载高速光纤数据总线

随着空间与环境探测技术的快速发展,对空间与环境探测星载总线的信息带宽、码速率、可靠性以及容错能力等提出了很高的要求。根据国内外光纤总线技术的发展水平,研究分析了空间光纤数据总线的拓扑结构、模块功能、数据链路层特点和冗余方案。结果表明,此空间光纤数据总线数据处理速度可达到1．458Gbit／s,能够有效提高信息实时处理能力,为空间与环境探测卫星提供一种高可靠性、容错能力强的光纤总线。     

基于分段TCP的空间站协议转换器设计与实现

介绍空间站与地面之间通信的特点及其对TCP(传输控制协议)传输性能的影响,从充分利用空间通信链路的角度出发,提出了一个适合于空间站通信环境的基于TCP分段思想的SCPS-TP(空间通信协议规范-传输协议)协议转换器。详细分析了协议转换器实现的关键技术,并对实现的协议转换器进行了性能测试。     

Renishaw新型OMP60测头——加工中心和车铣中心用全新小型测头系统

Renishaw的新型OMP60测头是新一代光学传输系统中的第一个产品,经专门设计,能够与Renishaw现有的所有光学接收器和下一代光学系统兼容.