萤火一号火星探测器深空天线设计技术

根据分系统指标需求,对萤火一号(YH-1)火星探测器天线设计进行了研究.给出了天线的功能与技术指标.介绍了对高增益天线、低增益发射天线与低增益接收天线的方案和结构设计.天线测试结果表明三种天线均满足指标要求.分析了材料选用等环境适应性设计.冷热交变、深冷低温及太阳照射等试验结果验证了设计的天线在深空探测环境中的可靠性和适应性.     

被动型氢原子钟原子跃迁谱线测试与分析

被动型氢原子钟的原子跃迁谱线特性决定了其稳定度指标.为使其稳定度指标达到最优,通过设计数字式测试电路对氢原子钟物理部分进行探测,获得了不同参数配置下的原子跃迁谱线,并通过数据处理分析其信噪比、增益和线宽等特性,提出了一种参数优化方案,为原子钟闭环参数设置提供了依据.     

高可塑性射频通道增益温度补偿电路构架研究

介绍了高可塑性线性工作模式及压缩工作模式射频通道增益温度补偿电路架构。该补偿电路具有低功耗、高集成、小型化的优点,其主要由模拟衰减器和控制电路两部分组成。模拟衰减器动态范围约为20dB，位于射频链路中不影响噪声系数及输出功率的位置。控制电路是由4只正、负温度系数不同的阻值热敏电阻与待调电阻嵌套组成纯电阻网络，稳压后直流电压经过该电阻网络后得到随温度变化的控制电压。该控制电压随温度变化灵活，共有抛物线、碗状、正反L形状和正反斜率线性变化6种趋势，可完全满足射频通道线性工作模式和压缩工作模式增益稳定不同需求。对高可塑性射频通道增益温度补偿电路架构进行了原理分析，并给出具体设计过程。通过软件仿真和实物验证了电路架构合理有效。星载C频段接收机应用该补偿电路后,在-5℃~55℃范围内，增益温度稳定度约0.1dB，达到国际先进水平。     

用于无线Mesh通信的宽带线性功放模块设计

针对单频点工作的无线Mesh通信系统在复杂空间电磁环境下,工作频点被占用或干扰时导致无法使用的问题,设计一种工作在(1~1.5)GHz的宽带射频线性功放模块,该模块可应用于宽带无线Mesh通信系统。在(1~1.5)GHz频带内采用6个单频点对该功放模块的驱动放大器和末级功率放大器仿真设计和模块测试。测试结果表明:①(1~1.5)GHz工作频带内,任意单频载波增益≥20 dB,输出P1dB≥43 dBm,支持射频信号峰均比(PAR)≥6 dB;②采用64QAM,20 MHz的数字射频信号输出37 dBm时,ACPR小于-34 dBc,直流功耗≤40 W;③2~4次谐波≤-50 dBc。     

基于LMI的过渡态主控回路闭环控制律优化设计

针对涡扇发动机过渡态多变量控制设计难的问题，提出了一种基于抽功法在过渡态加减速线上的准稳态工作点处提取线性模型的方法，并在此基础上提出了一种过渡态主控回路闭环控制律的优化设计方法。通过功率输入和功率提取解决过渡态动态特征提取难题，基于增益调度可作为非线性动态控制策略的基本原理，将稳态多变量控制规律的线性矩阵不等式(LMI)设计方法推广到涡扇发动机过渡态主控回路闭环控制的设计中，并通过最小化矩阵迹优化闭环极点配置。针对2种不同过渡态主控回路闭环控制策略，分别设计了最小化矩阵迹寻优的过渡态主控回路的多变量闭环控制律，并进行从慢车到中间状态的基于涡扇发动机非线性动态模型的双通道过渡态性能仿真验证，结果表明:方案1过渡态控制双通道N₁、N₂的调节时间不大于5.0 s，超调量不大于0.8%；方案2过渡态控制双通道π_T、N₂的调节时间不大于5.6 s，超调量不大于0.8%。      

星载高增益毫米波SAR相控天线阵设计

介绍了一种高增益、高效率的星载毫米波合成孔径雷达(SAR)有源相控天线阵的设计。天线单元采用了窄边开缝的波导缝隙天线，辐射缝隙与波导宽边垂直，天线具有效率高、匹配良好的特点。在方位向，波导缝隙天线组成直线阵，直线阵内采用折叠的波导功分器降低了直线阵的剖面高度。在距离向，波导缝隙直线阵紧密排布，形成一维相扫阵列。定标网络及馈电网络均采用波导形式并集成于天线阵列背面，其中，定标网络通过定向耦合器改善了定标通道的一致性及带内起伏特性，馈电网络通过魔T结构改善各有源通道间的隔离度。以距离向84个直线阵为一个子阵列，最终设计的天线全阵在方位向共包含8个子阵列，总体尺寸是595.8λ0×56λ0(λ0是中心频率在自由空间中的波长)。实测天线带内最高增益为54.37 dBi，辐射效率65.2%。天线阵列具有高增益、高效率的优点，同时结构简洁紧凑，适用于星载毫米波SAR系统。     

低复杂度雷达嵌入式通信波形设计方法

雷达嵌入式通信（REC）是一种利用射频（RF）标签或应答器生成通信信号，并以雷达后向散射回波信号为背景，将通信信号隐藏在雷达散射回波中的隐蔽通信方式。为了满足RF标签简单小巧便携的要求，提出了一种低复杂度的REC通信波形生成算法，可以大大减轻RF标签应答器的运算压力。此外，通过仿真分析，所提算法并没有以REC波形的可靠性能和低截获概率（LPI）性能为代价，相反通过调整波形参数可以大大降低截获接收机的处理增益，以此来增加REC波形的LPI性能。     

一种行波管放大器测试软件的设计与实现

为解决现有自动测试系统通用性较差的问题，设计了一种基于三层架构的行波管放大器测试软件。软件采用表示层、业务逻辑层和数据访问层的三层架构模型。表示层用来输入产品信息和测试的数据展示，利用Matplotlib第三方依赖库实现测试数据的可视化分析；逻辑业务层实现测试项目的具体实现过程；数据访问层完成对所有仪器的控制和访问。系统的三层架构体现了“高内聚、低耦合”特性，结构清晰，可扩展性强，容易适应需求变化，方便快捷的扩展新的测试项目和新的测试仪器，提高了测试系统开发效率；软件已完成多个卫星型号的200余台行波管放大器测试，节省了30%测试时间，显著提高测试效率。     

GPD⁃GEM有效增益研究及其优化

偏振测量X射线聚焦望远镜阵列(PFA)属于增强型X射线时变与偏振空间天文台(eXTP)有效载荷之一,其位于焦平面的气体像素探测器(GPD)用于测量处于极端条件下天体辐射的软X射线偏振度等物理参数。GPD采用单层气体电子倍增器(GEM)作为气体放大级,有效面积为(15.5×15.5)mm^(2),孔型为双锥形结构,相邻孔间间距为50μm,孔外直径为30μm,锥角约为10°;该GEM孔采用非聚焦激光辐照技术制作成型,生产时由于激光非均匀性以及辐照区域重叠,将引起不同孔的锥角出现差异,造成孔间增益不均匀。基于GPD基线设计参数,通过构建GPD⁃GEM模拟框架,验证了模拟的有效增益和文献测试结果的一致性;在相同工作电压下,0°~10°范围内不同锥角对应的GPD⁃GEM有效增益基本呈线性关系。该结果表明GPD⁃GEM孔型最优为圆柱形结构,为其生产工艺提供了优化方向。     

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。