新一代高通量卫星通信系统载荷关键技术研究

随着商业竞争的不断加剧,更大容量以及更高灵活性成为了高通量(high throughput satellite,HTS)系统发展的主要目标,新一代的HTS系统即将进入到"Tbps"时代.在介绍HTS系统基本概念及组成的基础上,对HTS系统的发展历程进行了简要总结,按照能力和发展时期,HTS卫星的发展历程大致可划分为四代.重点结合新一代HTS系统的发展,从卫星载荷角度分析了高通量卫星载荷的关键技术,主要包括能够大幅提升系统通信容量的超大规模高性能多波束天线技术,能够提高组网及业务应用灵活性的跳波束通信技术、灵活载荷技术、数字透明转发处理技术以及能够优化系统和载荷设计的波束预编码技术和基于微波光子的星上转发技术等,旨在为我国新一代HTS系统的建设发展提供参考.     

星载高速碎片式文件存储访问系统设计

针对碎片式文件存储访问系统访问效率较低的局限性,以及星上存储应用的实时性特点,从碎片式文件存储访问结构和基于NAND Flash的存储布局策略出发,提出一种星载高速碎片式文件存储访问(PFSA)系统。针对Flash中的块操作建立数据访问模型,将不同的碎片式文件存放在不同的Flash基片上,以提高并发数据的访问速度;采用磁电存储器(MRAM)存储百字节的碎片式文件,当MRAM内部数据达到阈值时一次性搬入Flash的固定块内,以减少碎片式文件的读写Flash时间。通过在板卡上的仿真试验对平均写入性能、大批量碎片式文件写入性能、文件传输性能及块擦除均衡性能进行测试,结果表明:相比于以往碎片式文件存储设计,访问速度、传输延迟、擦除均衡性能均得以提升,进而验证了PFSA系统设计的有效性。     

透明微穿孔吸声板设计与性能实测验证

文章针对航空航天领域的消声降噪需求,基于微穿孔吸声板基础理论,编制了一套快速计算图表,进行透明微穿孔吸声板结构设计,并选用PMMA透光材料和激光打孔工艺来实现。经对正入射吸声系数实测验证表明,快速图表法的计算偏差不超过15%,所设计的吸声板结构、材料和工艺均满足工程要求,可为透明微穿孔吸声板的推广应用提供参考借鉴。     

航天嵌入式软件数据访问冲突基准测试集研究

针对数据访问冲突问题的检测方法及工具的研究很多,但缺少对其进行评估的基准测试集。文章基于大量真实航天嵌入式软件中断数据访问冲突案例研究的结果,总结出影响数据访问冲突检测的6类要素,设计开发了嵌入式软件中断数据访问冲突基准测试集程序RaceBench,对SpaceDRC工具进行了指标评估。结果表明,RaceBench能够有效评估工具的适用性。     

基于遗传算法的太阳同步轨道组网访问序列优化

针对考虑回归周期、重访周期及地面站接收数据冲突等多约束条件下太阳同步回归轨道多星组网问题,开展了基于遗传算法的组网优化研究。通过分析太阳同步回归轨道运动特性与星下点的关系,构造了回归周期内轨道的访问序列,建立了卫星半长轴、相位差与太阳同步回归轨道的关系;结合组网卫星有效载荷指标参数,分析了回归周期、重访周期与访问序列的关系及极值;将组网卫星的访问序列作为优化参数,采用二进制编码方式建立综合适应度函数;设计了遗传算子并通过种群繁殖得到优化结果。仿真结果表明,该方法能够快速设计出满足约束条件的组网优化策略。     

新型耐高温透明环烯烃共聚物的合成与性能

利用一种大位阻的降冰片烯衍生物{外型-1,4,4a,9,9a,10-六氢-9,10(1',2')-桥苯亚基-1,4-桥亚甲基蒽(EHBMA)}与丙烯(PP)共聚,制备一种新型的耐高温透明环烯烃共聚物材料(COC)。拉伸实验、DSC和UV-Vis光谱分析结果表明:该材料的玻璃化转变温度达到220℃,透光率达到92%;改变共聚物中的EHBMA与PP共聚单体的比例,可以实现玻璃化转变温度在170~220℃范围内可调;与目前耐温性能最好的商品化COC产品TOPAS6017相比,该材料的玻璃化温度(T_g)提高了将近40℃;同时,该COC材料兼具良好的力学性能。     

CCSDS命令与数据获取业务应用分析

针对传统星载数据管理系统应用层与数据访问层耦合度高,应用软件进行设备访问时须了解底层硬件细节、软件复用率低等问题,研究了CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems,空间数据系统咨询委员会)制定的CDAS(Command and Data Acquisition Service,命令与数据获取业务)的功能、特点及其工作原理,结合新一代综合电子系统的硬件模块功能特点,深入分析了如何在综合电子系统中实现CDAS.CDAS已在某预研课题综合电子样机中应用,测试试验表明,CDAS应用于综合电子系统可以为上层应用提供便捷的设备访问服务,为综合电子系统实现任务规划等复杂功能提供有力的技术保障.     

用于航空电磁防护和智能隐身的光学透明柔性宽带吸波器的试验研究

本文设计了一种可用于航空器电磁防护和智能隐身的光学透明的宽带超材料柔性吸波器。该吸波器采用三明治结构,使用透明导电材料氧化铟锡(ITO)代替金属作为顶层表面谐振结构和底层铺地所用材料,透明柔性材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为介质层,可以在2.0～5.2GHz内达到85%以上的吸收率。试验测试吸收谱结果与仿真结果相符合。同时,HFSS软件仿真结果显示该吸波器对极化角度不敏感,且入射角度低于30°时,吸收率变化很小,在实际应用中有很好的灵活性。该透明柔性宽带微波吸波器精确覆盖了常用的WiFi频段,可有效减小移动电子设备等常见干扰源对飞机造成的电磁干扰。     

飞行过程中座舱盖透明件温度计算分析

介绍了飞机座舱盖透明件飞行过程中温度效应的理论计算方法。通过温度载荷计算结果,分析了气动加热对座舱盖透明件产生热应力的影响,为飞机座舱盖透明件疲劳定寿中考虑其影响提供了思路和方法。