空间电子技术杂志 部级期刊

空间电子技术 2018年第05期杂志 文档列表

空间电子技术杂志微波技术

宇航光电子激光通信技术进展和发展建议1-12

摘要：未来是光电子激光在宇航通信技术中蓬勃发展的时代。文章回顾了从上世纪70年代起近四十年以来,国外空间光电子和激光通信技术的发展历程。首先从NASA早期的光纤空间适应性试验研究开始,阐述了NASA和ESA在各种卫星平台和国际空间站内部所研发的光电子通信产品,展示了光电子技术在空间中应用的可行性。然后结合二十一世纪以来,NASA在深空探测领域的自由空间激光通信技术上所取得的历史性突破,以及在微小型卫星的激光通信技术方面所取得的技术成就,展现了与无线电通信相比,光电子激光通信技术在未来宇航通信中的强大的生命力。最后,文章给出了空间光电子通信未来的一些发展计划,总结了若干关键技术,提出了对核心器件和关键通信协议的发展建议,并对宇航光电子激光技术的发展前景进行了展望。

空间太阳能电站用于热带气旋调控初探13-21

摘要：为了减少热带气旋(TC)灾害,针对空间太阳能电站(SSPS)可用于主动调控热带气旋的创新应用,文章从美国气象学家RossN.Hoffman已做的数值模拟出发,初步探讨了用空间太阳能电站调控热带气旋的三大关键技术。研究综述结果可概括为三大关键技术:针对TC调控数值模拟技术的有效性和准确性,SSPS主流设计的微波热辐射系统,激光诱导云播种系统。研究结果说明SSPS调控TC可行且能达到如下目标:减少灾害损失;降低数万人痛苦;发电。

星载汞离子微波钟射频无极灯折射透镜仿真设计22-26

摘要：汞离子微波钟以其预期可见的优良性能和高可靠性,成为下一代星载时钟的研究热点。星载汞离子微波钟利用射频离子无极灯发出的194nm深紫外光进行量子态制备和态检测,但受汞离子微波钟四极阱的结构限制,需在光束入射四极阱前,将入射光面由圆形整变为矩形。针对此问题,文章利用ZEMAX软件设计折射透镜组,将波长194nm、直径4mm的圆光斑整形为2mm×20mm的矩形光斑。与其他原子钟和离子钟光束整形系统不同的是,在完成光斑尺寸变形的基础上,考虑到汞离子微波钟的泵浦效率,要求整形光斑光强尽量呈均匀分布。因此,额外利用光场分布法设计透镜组,将光强重新分布,得到均匀分布的矩形光斑。仿真结果显示,矩形光斑分布均匀,光强均匀度达73.52%,外形尺寸满足设计要求。分析表明,波长偏移对光强均匀度有一定影响,光学系统的装配精度对光学系统的波前差有较大影响。

空间电子技术杂志电路与网络

空间智能信息网络发展构想27-34

摘要：随着以深度学习、集群智能等为代表的人工智能技术的突破,计算机类人分析和学习能力显著增强,人工智能技术的引入将会大幅提高空间任务执行的自主性。同时,空间信息网络基于安全环境设计,系统的无线暴露特性使得其随时会面临严峻的安全威胁。文章在研究分析空间智能信息网络国内外发展现状的基础上,对空间智能信息网络的网络架构和协议体系进行了初步设计,并对未来空间智能信息网络可能发展的关键技术进行了梳理。研究结果表明,智能认知和弹性生存是未来空间信息网络的两种基本属性。对网络架构、协议体系以及关键技术的梳理和总结,有助于形成新的智能发展观、信息安全观和能力安全观,为构建具备智能化-弹性化的空间信息网络提供理论准备和技术支撑。

对流层散射传播特性及信号谱特性分析35-41

摘要：文章介绍了3种对流层散射传播机制,并对不同参数下的对流层散射链路传输损耗进行了计算。结果表明,参数为5GHz频段和100km的典型散射链路,其传输损耗超过200dB。在广义散射截面模型的基础上建立了对流层散射信号传输函数模型,重点研究了对流层散射信号的延迟功率谱特性;从实际散射链路出发,对不同基线距离下的归一化延迟功率谱进行了计算和分析,结果表明,基线距离越远,则波束宽度越宽,相应的归一化延迟功率谱扩展越宽。

高精度、快速瞬态响应LDO电路设计42-45

摘要：文章设计实现了一款高精度、快速瞬态响应LDO电路。该设计采用高阶曲率补偿技术,以提高带隙基准电压的温度特性;采用多级熔丝修调技术,以提高基准电压和基准电流精度;采用调整管栅极寄生电荷泄放技术和负载电流泄放技术,以优化LDO快速瞬态响应特性。这里采用0.6μm Trench SOI CMOS工艺设计、制造。测试结果表明,输出误差小于1%,瞬态响应特性与国外产品相当。

空间电子技术杂志空间天线

一种基于卫星天线指向的地面站高度修正方法46-49

摘要：为了解决非合作地面目标的精确高度确定和星间通信链路故障分析问题,文章通过结合地球扁率特性和目标可见性分析结果,提出了一种根据星载天线指向转角计算地面测站大地坐标系位置的方法。在考虑地球系统岁差章动的影响下,该方法将数据反向推算到地球固连坐标系内,并通过矢量模选择策略和高度迭代算法,不断提高所求测站的经纬高精度。在解决了天线转角缺少指向矢量绝对长度信息的情况下,指向矢量存在共轭模的选择问题,并能够准确地确定地面站高度。该方法为星地数传通信链路分析提供了更独立准确的指导信息,同时也为非合作地面目标的在轨信息获取提供了解决方案。该方法需要卫星提供准确的指向角度信息和卫星姿态,并需要对轨位信息进行格式转换,这给适用范围带来了一定的局限性。

一种多极化天线的设计50-55

摘要：为了增强信道容量和提高极化信息利用能力,文章设计了一种多极化天线。首先,基于口径耦合馈电技术,优化设计了一种改进的H形线极化缝隙耦合天线;其次,在馈电层设计了单馈线和3dB分支线耦合器作为多极化天线的馈电电路;最后,通过不断优化设计,构建了多层缝隙耦合多极化天线,天线的线极化激励端口采用单馈线形式,左旋/右旋圆极化特性由3dB分支线耦合器来实现。对设计的多极化天线进行了制作和测试,测试结果表明,整个多极化天线的阻抗带宽为12.8%,线极化与圆极化端口之间的隔离度大于15.8dB,圆极化端口之间的隔离度在大部分频段内大于15dB,匹配和辐射特性良好。天线具备线极化、左旋圆极化和右旋圆极化3个极化特征,在雷达和通信领域具有一定的应用前景。

一种卫星天线热变形测量系统设计56-61

摘要：为满足某星载高精度伞状天线热变形测量需求,文章利用高精度数字近景摄影测量技术,结合特殊的相机防护和测量技术,设计研制了一套可在大型常压高低温箱中使用的在线自动热变形测量系统。通过对影响测量系统在高低温环境正常工作的多个因素进行分析入手,并从相机防护、测量网型、测量自动化和数据采集等方面进行优化设计改进,最终使该系统热变形测量精度优于0.02mm,满足了高精度网状及固面天线热变形测量需求,为后续类似工作的开展提供了重要参考。

空间电子技术杂志遥感与数传

基于加权最小二乘的星间数据高精度压缩算法62-67

摘要：星间双单程测距技术(DOWR)是保证KBR测量精度最主要的手段。KBR星间原始相位测量量作为DOWR的输入数据,其精度对实现星间微米级测距具有重要意义。重力卫星将星上原始相位测量数据下传至地面,在地面进行测距、测速解算。为了解决卫星星地数据传输量大和数传带宽受限的矛盾,并确保下传至地面的原始测量数据精度不损失,文章提出利用分段加权叠加最小二乘拟合算法,对星上测量信息进行拟合压缩下传的方法;并利用该方法,对研发的KBR地面试验系统中实测的相位信息进行分析,结果表明,文中提出的算法压缩比为15.6∶1,压缩精度对测距的影响小于0.01μm量级,对测速的影响小于0.01μm/s量级,该量级的误差对于整个系统微米级测距的影响可忽略。研究成果对我国重力探测卫星KBR系统实现高精度的数据压缩及星地间大数据量的压缩传输具有重要意义。

空间电子技术杂志深空探测

基于鲁棒估计的捕获段面目标图像处理68-76

摘要：深空探测捕获段导航图像为含轮廓面目标图像,目标质心与光心并不重合,传统加权质心方法无法有效提取目标视线。文章通过最小平方中值法对提取的面目标导航图像真实边缘轮廓进行椭圆鲁棒拟合,该方法能够有效估计出目标中心视线,同时能够抑制由于目标表面坑洞等纹理特征引起的误差,对伪边缘、拍摄噪声均不敏感。最后,通过大量仿真与真实图像处理,对算法进行验证。结果表明,用文中方法估计的目标中心投影点坐标精度优于0.1个像素,视线误差优于1×10-4rad,方法具有极高的鲁棒性,对捕获段图像处理有一定的参考价值。

低温光谱仪在面向深空探测的思考及启示77-82

摘要：文章通过跟踪目前国外基于深空探测领域的可见红外光谱仪的研究现状,分析该类光谱仪在未来深空探测领域中的应用需求;对标国际上典型低温光谱仪技术指标,梳理关键技术的未来发展趋势;提出面向深空探测应用的低温光谱仪科学任务及总体方案,为实现低温光谱探测技术在深空探测领域的应用奠定基础。

空间电子技术杂志其它

基于脉冲星联合定位模型的TOA预测模型误差修正算法83-86

摘要：为提高脉冲星导航定位精度,修正脉冲信号到达时间的预测误差,文章提出一种基于多航天器联合观测数据的脉冲到达时间预测模型误差修正算法。该算法利用航天器和基准站之间的联合观测数据,通过相关运算测量脉冲到达时间差;通过数学推导得出航天器与基准站之间的位置关系与脉冲到达时间预测模型的关系;利用扩展卡尔曼滤波算法融合多颗不同辐射方向的脉冲星的脉冲到达时间差,实时在线修正预测模型参数误差。仿真实验结果表明,当观测时间超过100秒时,该方法可抑制脉冲信号到达时间预测模型的漂移误差。该方法可用于基于脉冲星的深空探测器自主导航系统,提高导航定位精度和脉冲信号到达时间预测精度。

无信标光快速捕获技术研究87-90

摘要：文章针对卫星光通信的无信标光捕获中由于信号光束散角小、不确定区域大、FPA偏转范围有限等引起的捕获难度大的问题,提出了“大圈套小圈”的扫描策略,提出了“凝视-扫描”、“跳步-扫描”与“扫描-扫描”3种捕获模式。通过对这3种捕获模式的理论分析、建模仿真与实验验证,明确了在不同应用场景下适合的最佳捕获模式。“大圈套小圈”的扫描策略与最佳捕获模式的结合,可实现无信标光快速捕获。

角误差信号提取系统有线状态性能测试方法研究91-96

摘要：角误差信号提取系统越来越多地运用在卫星星间链路中。但因受制于试验场地和地面重力的影响,角误差信号提取系统无线试验验证存在着一定的局限性。为了解决该问题,文章提出一种新型角误差信号提取系统性能有线状态测试方法,该方法通过量化真实天线在无线状态获取的天线方向图,并将天线方向图量化出相关数组后,通过程序加载到含有信号源、移相器及衰减器件等组成的角误差信号提取系统有线测试设备中。角误差信号提取系统将根据输入数组会输出方位向和俯仰向误差电压,通过误差电压就可以绘制S曲线,通过S曲线便可对角信号提取系统的极性、幅度以及交叉耦合进行判断和分析,同时也能与无线状态下的测试结果进行比对。该方法同时还可以实现角误差信号提取系统的AGC曲线测试、信号抖动测试等项目,消除了角误差信号提取系统在交付前仅做健康性检查而带来的不确定性,具有连接简单、试验费用低且能全面评估角误差信号提取系统性能的优点。