微推力ECR离子推力器等离子体源电子获能计算分析

为满足小型航天器的微推进需求,开展了微推力电子回旋共振(ECR)离子推力器的计算研究。实现该推力器的关键是ECR等离子体源合理的磁场和电场分布数值计算,从而使电子在穿过ECR谐振区时能够获得最大能量。为此以双环形永磁材料结构作为磁路,分别以直线形、环形和盘形微波耦合天线产生微波电磁场,同时改变等离子体源特征长度,利用有限元软件计算并分析ECR等离子体源内磁场和微波电场的分布规律以及电子在ECR区的获能规律。结果以微波输入功率5W、频率4.2GHz为例,发现环形耦合天线与较短等离子体源特征长度的结构组合可使电子在ECR区的获能指标达到最大且分布最佳。     

千兆赫横电磁室（GTEM）的原理和计算方法

GTEM是几年前才发明的EMC/EMI测量装备,具有很大的重要性。文章重点论述以下几个问题:(1)传统的横电磁传输室(TTC)的缺点;(2)GTEM的原理及可能达到的技术指标;(3)特性阻抗的无穷级数公式;(4)对特性阻抗进行编程计算的方法,以及计算实例。最后,讨论了准静态分析所存在的问题,从而明确了进一步研究的方向。     

横电磁传输室理论与技术的若干问题

横电磁传输室(TEM cell)由于其全封闭式结构,不会污染环境或影响操作人员的健康,因而比敞开式带状线测试室优越。从内部场分布看,扁结构(矩形截横面)优于方结构(方形横截面)。电磁场数值解法(先求导积分方程然后化为矩阵代数方程)不仅对传统结构有效,而且可用来计算一些可想象的新结构。文中给出了作者针对小型室和中型室进行大量测试得到的实验结果。并据此导出了最高可用频率(UUFL)的经验公式。最后,提出了在今后研究工作中应优先解决的问题。     

载人深空探测磁场主动辐射防护技术研究

基于单粒子轨道理论和蒙特卡洛方法建立了一种磁场主动屏蔽防护分析方法,针对理想磁场构型分析了屏蔽磁场强度、厚度和结构对屏蔽效果的影响。研究结果表明：屏蔽效率随磁刚度BL增大且当磁刚度BL一定时,增加磁场强度B比增加磁场厚度L更有效;对于有限长屏蔽磁场构型,端盖区需加强防护;桶状区与端盖区采用直线型屏蔽磁场的构型防护效果最好,能够对典型银河宇宙线能谱屏蔽90%的高能粒子。     

共位衍射电磁航天器成像过程中的小推力控制 (新型推进系统控制专栏)

为了满足衍射成像系统在解决低轨遥感航天器覆盖范围小、目标重访周期长等问题的同时,而引入的航天器相对位置、姿态控制需求。针对共位衍射航天器相对位置、姿态控制过程中传统推力器带来的羽流污染问题,本文采用电磁推力器和飞轮作为执行器,设计一种基于快速非奇异滑模的轨道控制器和基于PID的姿态控制器。所设计的快速非奇异滑模轨道控制器为共位衍射航天器频繁位置调整提供控制保障,基于PID的姿态控制器能够消除由电磁力耦合产生的电磁干扰力矩。研究结果表明：基于相对轨道动力学方程设计的快速非奇异滑模控制律鲁棒性好、收敛速度快,能够达到两颗共位衍射电磁航天器沿z轴保持在10m相对距离的控制效果。在轨道调整过程中,其姿态能够通过PID算法稳定控制到期望姿态,使衍射成像结构一直保持不变,从而有效完成衍射成像任务。     

卫星地面测控站的防雷技术

雷电是大气中带有大量电荷的雷云放电的结果,落地雷强大的雷电流可达数十至数百千安培。由于卫星测控站的天线通常是附近最高的建筑物,在雷雨季节容易招引雷电。文章在对卫星地面测控站的多起雷击事故进行调研统计的基础上,分析得出测控设备遭受雷击的原因,讨论了卫星地面测控站的防雷击理论和接地技术,提出测控站防雷击措施,主要包括等电位接地、等电位连接、机房电磁屏蔽、合理布线等。     

Excellent electromagnetic wave absorption of MOF/SiBCN nanomaterials at high temperature

Electromagnetic wave absorbing materials at high-temperature are urgently needed for stealth aircrafts or aero-engines worked in harsh environments. In this contribution, cobalt-containing siliconboron carbonitride (MOF/SiBCN) nanomaterials were prepared by pyrolyzing metal–organic framework, i.e. cobalt 2-methylimidazole (ZIF-67), and hyperbranched polyborosilazane. The rhombic dodecahedral ZIF-67 and cobalt element promoted in situ formation of dielectric loss phases, including SiC nanocrystals, CoSi nanocrystals and turbostratic carbons. The ZIF-67/SiBCN nanomaterials showed excellent microwave absorption both at room and elevated temperature. The minimum reflection coefficient (RC_min) was −51.6 dB and effective absorption bandwidth (EAB) is 3.93 GHz at room temperature. At an elevated temperature of 600 °C, the RC_min reached −30.29 dB and EAB covered almost the whole X-band (3.95 GHz, 8.45–12.4 GHz). The ZIF-67/SiBCN nanocomposites are promising and useful platform for microwave absorbing materials at high-temperature. It may shed light on the downstream applications in designing next generation areo-engines and stealth aircrafts.     

空间相关噪声中电磁矢量阵二维DOA估计算法

针对空间相关噪声中二维DOA估计性能下降的问题,提出一种基于双子阵结构的电磁矢量阵DOA估计算法。算法假设其中一个子阵由普通标量传感器组成而另一个子阵由电磁矢量传感器组成,并且所有的传感器空间位置均为未知。算法分三个步骤实现。首先,定义一个互相关矩阵来消除空间相关噪声;然后,采用传播算子算法估计电磁矢量传感器导向矢量;最后,通过导向矢量中电场矢量和磁场矢量的叉积计算得到闭式且自动配对的方位-仰角估计值。提出的算法不仅具有良好的估计性能,而且由于无需进行特征值分解估计信号子空间或噪声子空间,无需二维谱峰搜索,因此具有较低的计算量。蒙特卡罗实验证明了算法的有效性。     

机体屏蔽特性测量

飞机经常在恶劣的电磁环境中飞行,为使机内的设备不受损害,除了保证机载设备具有足够的抗干扰能力外,还应提高蒙皮的屏蔽效能。本文在分析机体屏蔽特性的基础上,着重讨论了飞机屏蔽效能的测试方法,并介绍了提高机身屏蔽效能的设计措施。     

计算开口腔体RCS的前后向物理光学迭代法

文章首先介绍了物理光学迭代法的基本原理,并用此方法计算了单端开口腔体的RCS(雷达散射截面)。在此基础上,利用物理光学迭代法与前后向算法相结合的欠松弛迭代算法,减少了计算时间,提高了算法的收敛性。