(0.1～1.8)GHz SiGe HBT超宽带低噪声放大电路设计

本文选用SiGe材料低噪声放大芯片,设计了一款(0.1~1.8)GHz小型低功耗超宽带低噪声放大器（LNA）。该LNA采用两级放大结构,负反馈方式实现宽带匹配,级间和输出端匹配采用小阻值电阻提高电路稳定性,电路尺寸为35mm×15mm。测试结果表明：工作频率为(0.1~1.8)GHz,在室温条件下,增益为30dB,噪声系数<0.82dB,增益平坦度<0.5dB,输入输出回波损耗<-10dB,直流功耗为41.8mW;在-40℃低温条件下,增益为32dB,增益平坦度、输入输出回波损耗、直流功耗与室温下一致,噪声系数<0.69dB。设计过程与测试结果验证了本文中使用室温SiGe放大管的S参数计算-40℃温度下该芯片S参数方法的可行性。     

一种磁悬浮飞轮增益预调交叉反馈控制方法

磁悬浮飞轮转子在高转速下表现出的陀螺效应是影响系统稳定性的主要因素.为了提高磁悬浮飞轮的失稳转速,针对陀螺效应引起的系统章动失稳和进动失稳,提出了一种基于转速的增益预调交叉反馈控制方法,针对不同的转速段,建立在线控制相对应的交叉反馈通道增益和带宽参数表,对进动模态和章动模态分别实现交叉相位补偿.采用该控制方法用经典控制理论中的根轨迹法对系统的章动稳定性进行了仿真并对控制参数进行了优化.仿真和实验结果表明,采用这种基于转速的增益预调交叉反馈的控制算法,能够有效地抑制磁悬浮飞轮转子陀螺效应所导致的章动失稳,所设计的磁悬浮飞轮原理样机能够稳定运行在其额定转速30000r/min.      

基于倒序相关累加的信号到达时间盲估计

研究了在信号频率、初相、幅度未知条件下,矩形包络复正弦信号到达时间盲估计算法.先利用相关检测对信号的起、止时间进行粗估计,估计出信号频率,并将其变换到基带,经倒序累加后的信号模值,在到达时刻将出现拐点并达到最大输出信噪比,检测出拐点位置,作为到达时间精估计.文中推导了离散矩形包络复正弦信号到达时间估计的克拉美罗限.计算机仿真表明,本方法在较低信噪比条件下可实现对信号到达时间的精确估计.     

基于变增益观测器的高超声速飞行器输出反馈控制

针对吸气式高超声速飞行器飞行控制问题,提出一种基于变增益观测器的双回路非线性输出反馈控制方案。首先,为解决部分状态信号不可直接测量的问题,设计了一种可变增益状态观测器。通过状态变换将飞行器模型变换为双回路形式,并设计自适应的观测器增益系数在保证其稳定性的同时提高鲁棒性。在此基础上,将高超声速飞行器本体模型与所设计的观测器一起构成新的严反馈系统,结合反步法与动态面设计控制器。另外,引入扩张状态观测器补偿系统观测误差及耦合项。利用Lyapunov理论证明了闭环系统的一致有界稳定。最后,在不同情况下的数值仿真校验了所提控制方案在存在较大参数不确定情况下可获得理想的指令跟踪效果。     

基于有限存储空间的分布式传感器融合估计器

研究具有信息传输模型不确定性、随机时间延迟和数据丢包的网络化多传感器分布式融合估计问题。模型的不确定性刻画为系统矩阵中的非高斯非白噪声干扰,在远程处理中心处设置有限长度的存储空间用来存储各个传感器延迟到达的测量值。在最小方差原则下设计了一种利用测量值到达变量的最优常增益局部估计器,利用协方差交叉加权方法得到最优分布式融合估计器并推导得到使得估计器有界的条件。最后,通过某电源系统计算实例仿真验证所提融合估计器的有效性。     

基于相控阵雷达天线俯仰多波位相扫的设计与应用

分析研究了如何设计平面相控阵雷达天线多波位相扫的基本原理,提出了36行平面相控阵雷达天线在俯仰上实现多波位发射波束、接收波束形成与展宽方法.通过微波暗室的测试,天线技术指标完全达到了平面相控阵雷达天线多波位相扫的技术要求,实现了一维相控阵面高增益、高灵敏度、低噪声、大动态范围技术指标.     

一种应用于卫星通信的小型双频天线设计

文章提出一种应用于卫星通信的小型化双频天线。为了实现天线的小型化和双频段工作,在圆形单极子天线上进行了削顶和矩形切割操作;为了有效扰动电流路径而进一步缩小天线尺寸、扩大天线带宽,在天线上表面和下表面又分别刻蚀了圆环槽和对称C型槽,改善天线的阻抗匹配。天线最终尺寸为16mm×18.5mm×1.6mm。利用电磁仿真软件对天线性能进行了仿真,结果表明：该天线能够在4.76GHz~9.25GHz和10.46GHz~14.2GHz两个频段内工作,最大增益为5.9dBi,平均增益为4dBi,且满足圆极化条件,具备良好的辐射特性。     

光强干扰调制对光纤陀螺零偏的影响

方波调制信号是全数字闭环光纤陀螺的基准信号,该信号会通过电源线、地线或以空间电磁场的形式耦合到光源驱动电路上。基于相干检测原理,推导了由该耦合信号产生的等效相位延迟的计算公式,利用仿真模型估算了-120dB耦合强度对不同精度陀螺闭环零偏的影响,利用锁相放大器（LIA）测量了实验电路板上耦合信号的幅值,证明了该耦合信号与光纤陀螺零偏的相关性。光源驱动电路抗干扰改进后实验样机精度提高了40％,即0.14°/h。结果表明：光源驱动电路中耦合的方波信号是光纤陀螺产生零偏的因素之一,必须在硬件设计或信号处理算法上加以抑制。     

多电飞机大功率高压直流起动发电机系统研究与实现

起动发电（SG）一体化是多电飞机（MEA）和全电飞机（AEA）机载主电源系统的重要特征与关键技术。高压直流电源（HVDC）系统输出不受交流电频率约束,电机可工作在更高转速从而提高功率密度,且易于并联提高供电可靠性,已经成为飞机电源系统的重要发展方向。提出三级式高压直流起动发电系统架构,阐述了其组成和工作原理,分析了发电和起动模态下永磁发电机（PMG）、励磁机（ME）和主电机（MG）的运行特性,以及发电模态下励磁机的恒流源和电流放大器特性;研究了起动模态下主电机的转矩产生机理和影响因素以及励磁机单相交流励磁特性。研制成功120 kW/270 V高压直流起动发电机系统,构建起动发电一体化实验平台,完成了发电及发动机模拟起动运行实验,实验与仿真结果一致,为大功率高压直流起动发电系统在新一代飞机上的应用奠定了理论和技术基础。     

掺铥光纤放大器对双单频激光放大的特性分析

建立了掺铥(Tm3+)光纤放大器对双单频激光放大的理论模型,对比分析了前向抽运方式下,双单频放大和单频放大时泵浦功率、信号功率、受激布里渊散射(SBS)功率,以及温度情况的不同.理论仿真了Tm3+离子掺杂浓度、光纤纤芯的有效面积和换热系数对双单频放大的影响.适当的掺杂浓度,可以有效地缩小放大器中光纤长度,减弱因过长的光纤对激光的损耗,还可以提高放大器的量子效率;选取较小的光纤的纤芯有效面积,可以获得较高的信号功率输出和较小的SBS功率;较小的换热系数可以降低SBS功率,从而有效抑制SBS效应.