空间电子技术杂志 部级期刊

空间电子技术 2018年第06期杂志 文档列表

空间电子技术杂志通信与导航

星间激光干涉仪测距技术发展现状与趋势1-6

摘要：针对航天领域精密测量的应用需求,结合星间激光干涉仪测距技术逐渐成为航天领域高精度测距手段的研究现状,文章对国内外星间激光干涉仪测距技术及应用领域的发展现状进行了论述,分析了星间激光干涉仪测距技术发展的特点。研究表明,高精度、高动态测量是星间激光干涉仪测距技术的主要发展方向。这些技术的发展将使星间激光干涉仪测距技术在我国航天领域得到更广泛的应用。

基于载波多普勒的高稳定度GNSS时钟驯服方法7-11

摘要：为了充分利用高精度的GNSS载波相位观测量实现对本地时钟高稳定度的驯服,文章提出一种基于GNSS载波相位观测量的GNSS驯服时钟方法,其驯服后的本地时钟频率稳定度高,长稳接近GNSS卫星的星载原子钟水平。该方法首先利用4颗以上卫星的载波多普勒来估计本地时钟与GNSS卫星时钟的频偏;再用三阶锁频环对频偏进行滤波;最后用滤波后的频偏控制本地时钟的压控晶振或数字控制振荡器,以修正本地时钟的频偏。以氢钟作为思博伦GNSS模拟器和PicoTime阿伦方差测试仪的外参考输入时钟,以高稳晶振为频率源的GPS接收机接思博伦GNSS模拟器的试验结果表明:该时钟驯服方法可将100s后的时钟稳定度从自由运行状态的1×10^-11量级,经驯服后优于1×10^-12量级,性能比肩GPS星载原子钟,具有较高的工程应用价值。文章所采用的方法可使驯服高稳晶振替代造价昂贵的星载原子钟,作为低轨导航增强星座的高稳定度频率源,且具有低成本、低功耗、轻质量等优势。

基于梯形波调制FMCW雷达的多目标检测12-16

摘要：由于传统的对称三角LFMCW雷达上下扫频配对问题,极容易因错配而产生虚假目标。为了解决对称三角波调制在复杂目标情况下的目标配对难题,文章利用梯形波的调制方式,并结合MTD(动目标检测)技术缩减目标环境,利用恒定频段测得的目标速度实现配对;即创新性地提出采用MTD-恒频速度配对法,对上下扫频信号进行二维FFT显示出动目标,利用同速度通道对单目标配对缩减目标环境,再利用恒频段对信号一维得到的速度信息对同速度通道下的多目标进行配对,同时把恒频段的目标速度作为信息测得的真实速度,提高了目标信息的准确度,从而实现复杂目标环境下的准确配对,获得目标信息。最后,通过检测得到的真实速度,对梯形波的上扫频(或者下扫频)进行速度补偿,以实现目标距离的矫正。仿真效果验证了该方法的有效性。

一种多调制方式空空通信机的设计与实现17-22

摘要：空空通信机安装在两个航天器上,建立双向通信链路,以完成两器之间的信息交换。文章首先简单阐述了空空通信机的工作原理和幅度不平衡度、相位指标要求等。然后,针对需要实现正交相移键控(Quadrature Phase-Shift Keying,QPSK)调制和二相相移键控(Binary Phase-Shift Keying,BPSK)调制兼容的需求,进行了QPSK调制电路实现BPSK调制的理论推导;依据理论推导,分别提出QPSK调制原理、BPSK调制原理和调制实现框图。为保证相位变化的连续性,对调制数据采用格雷编码,并给出编码后QPSK调制和BPSK调制的设计星座图。最后,由现场可编程门阵列(Field-programmable Gate Array,FPGA)实现两路调制数据编码,微带电路实现90°移相器及功率合成器;采用直接射频调制的方案实现产品。对实现的产品幅度不平衡度、相位不平衡度指标进行测试,测试结果表明,该设计可以满足空空通信机实际应用需求。该产品已成功应用于某卫星型号,设计方法对后续其他型号的空空通信机或发射机的设计有一定参考价值。

空间电子技术杂志微波技术

一种新型带状线低通滤波器的研究23-28

摘要：文章借助三维电磁仿真软件HFSS,分析了带状线结构中的哑铃型DGS结构参数对电路性能的影响;并以五阶Chebyshev低通滤波器原型为基础,设计了一款带状线DGS结构的低通滤波器。与传统的阶梯阻抗低通滤波器相比,新型结构的滤波器截止频率更低、矩形系数更高,阻带范围约为截止频率的3倍,具有非常出色的谐波抑制特性,而物理长度却缩短了38%,适合于对电性能和物理尺寸有严格要求的场合使用。文章通过得出带状线DGS结构的电气特性,在需要基板层间走线和空间布局有限的场合下,拓展了DGS结构的应用范围。

星载C频段100W脉冲固态功率放大器设计29-34

摘要：为了满足卫星系统对星载固放产品的小型化、高集成的要求,文章应用国产氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN highelectron mobility transistors,GaNHEMT),设计实现了一款星载C频段100W脉冲固态功率放大器(Solid state power amplifier,SSPA)。针对系统对固放性能的要求,采用阶梯阻抗变换匹配的方法,应用ADS电路设计软件,对功率放大模块中输入/输出匹配电路进行了精确仿真及性能验证,以保证功率放大电路在稳定工作的前提下,其输出功率和效率均能满足指标要求,最后给出了固放整机的实际测试数据。该固放在40MHz工作频带、脉宽1.8ms、占空比18.7%的条件下,输出功率大于108W,发射链路增益大于57dB,整机直流功耗小于60W,实现了C频段星载大功率脉冲发射机的固态化。经环境试验考核和系统联试验证,在工作温度范围内,固放的输出功率大于100W,变化小于0.3dB,表明该固放可完全满足卫星雷达系统的使用要求和可靠性要求。

基于谐波调谐的F类30W高效率放大器设计35-39

摘要：文章基于CREE公司的CGH40025氮化镓HEMT器件,利用谐波调谐的方法,设计了一种L波段F类30W高效率放大器。该放大器由偏置电路、输入匹配电路及输出匹配电路构成。偏置电路由四分之一波长线和射频电容构成,完成电源供电与射频厄流作用。在输入匹配网络中,利用共轭匹配,完成增益最大化设计,同时,利用RC网络构成稳定电路。在输出匹配网络中,利用微带开路和短路阻抗线,完成了基波阻抗匹配、二次谐波阻抗短路和三次谐波阻抗无穷大的设计。在1.5GHz处进行连续波测试,放大器输出功率为45.02dBm(31.7W),增益为15.7dB,功率附加效率(PAE)为71%,漏极效率(DE)为73%。在频率1.25GHz~1.52GHz的带宽内,功率变化范围为44dBm~45dBm,附加效率变化范围为50%~72%。测试结果表明,通过谐波阻抗的设计与调整,完成了对放大器输出电压和电流波形的控制,从而达到高效率放大器设计的目的。

空间电子技术杂志遥感与数传

机架式服务器的遥感卫星地面基带处理系统设计40-45

摘要：文章针对传统刀片式服务器的遥感卫星地面基带处理系统具有处理速率一般、写盘速率不够高、体积较大等特点,提出一种基于机架式服务器的地面基带处理系统。该处理系统克服了传统的基于刀片式服务器的处理系统的缺点,更加符合当前遥感卫星的发展理念。文章分别从硬件设计和软件设计两方面进行介绍,用真实的卫星数据作为测试用例,通过统计处理每组数据所消耗的时间,仿真分析了两种基带处理系统的性能,并测试了软件优化后的机架式服务器处理系统的解压缩速率;解压缩速率测试是通过对一定大小的原始数据进行多次解压缩处理、并统计每次处理的运行时间和处理速率来实现。测试结果表明:与刀片式服务器处理平台相比,机架式服务器处理平台具备处理速率快、写盘速率高和易于小型化等优点。

多目标雷达数据处理系统中的算法研究46-51

摘要：随着雷达技术的发展,时至今日,多目标跟踪理论及其相关算法已经有了巨大的发展,并逐渐在各个领域得到应用;但由于实际情况的复杂性及多样性,多目标跟踪依然有它特有的研究价值。雷达信号处理是对扫描得到的回波串进行处理,从而检测目标是否存在,获取目标的状态数据。但这些数据是孤立且离散的,故需要雷达数据处理系统分析出目标航迹,给出目标的运动参数。文章主要研究了多目标情况下的数据处理算法;对系统中的各个部分逐一进行分析,包括航迹起始、点迹航迹关联、航迹滤波等,以及各个阶段的波门门限选取;综合考虑各个算法的复杂度及精确性,总结出了一种适合工程应用的模型,并对其进行Matlab仿真,以证明框架中所有算法的可实现性,并说明了该系统算法的适用场景及局限。

基于深度学习的遥感图像目标检测方法及系统设计52-59

摘要：为解决传统的目标检测算法难以满足遥感图像数据爆发式增长需求这一问题,文章提出基于深度学习的遥感图像目标检测系统软件。首先,为给深度学习网络训练提供高质量的样本数据,在GIS平台上实现了样本标注功能和数据集兼容性转换功能,并提供图像预处理方法对样本进行扩充;其次,针对遥感图像场景分类与遥感图像特定目标检测,应用深度学习技术,分别实现了模型训练、迁移学习、目标检测等功能;最后,采用了形态学处理、矢量化、直角化约束等方法,对遥感图像场景分类的效果进行改善。实验结果表明,文章的遥感图像目标检测系统在遥感图像场景分类方面取得了85%的分类精度,在特定目标检测方面取得了95%的检测精度,明显优于传统的遥感图像处理方法。该系统软件满足目标检测应用需求,能够为遥感影像分类、信息提取、变化检测等任务提供技术支持。

空间电子技术杂志空间

偏馈伞形天线索网几何构型设计方法研究60-65

摘要：偏馈伞天线是能够适应高通量卫星的一种索网天线。文章针对在偏馈伞天线的设计中,由于结构的不对称性,导致常规伞形索网天线索网几何构型设计方法失效的问题,提出了一种新的设计方法。首先,依照形面精度均方根误差的原理,推导出了索段长度与形面精度的关系,利用最少节点数量作为优化条件,得到满足形面精度且节点数最少的主网面节点分布;然后,采用平面切割的方法计算出肋底部节点坐标及张力阵方向向量,并由张力阵计算得到了理想抛物面上的主网节点坐标,由迭代方法得到了背网节点坐标;最后,利用线性插值对形面精度进行验证。分析结果表明:该设计方法得到的索网结构能够满足工程精度要求;由迭代法确定的背网节点能够使索网天线达到自平衡状态。该设计方法对伞型偏馈式索网结构的设计有一定的参考价值。

八单元圆形顺序旋转阵列的宽带双圆极化馈电网络66-69

摘要：针对八单元圆形顺序旋转阵列天线馈电网络结构复杂的问题,文章设计了一种宽带双圆极化馈电网络。首先,根据八单元圆形顺序旋转阵列天线的空间结构特点,分析了阵列馈电网络的幅度和相位关系;其次,分别设计了3dB分支线耦合器、威尔金森功分器、微带平面巴伦和移相器;最后,通过不断优化设计,构建了宽带双圆极化馈电网络。该网络由2个3dB分支线耦合器、2个威尔金森功分器、4个微带平面巴伦、2个45°移相器、2个90°移相器和1个180°移相器组成。测试结果表明:该网络在8.78GHz~11.12GHz的频带内,端口电压驻波小于1.72。8个输出端口的幅度起伏在2.1dB以内,相位起伏在±7.8°以内。该馈电网络具备左旋和右旋圆极化馈电端口,具有频带宽、幅相特性良好和制作成本低等优点,完全满足八单元顺序旋转阵列天线馈电网络的要求。

空间电子技术杂志其它

深空着陆器双程多普勒测量设计方法70-74

摘要：针对深空探测中轨道器着陆器双程无线电测量时多普勒精度的需求,文章提出了一种深空着陆器双程多普勒测量设计方法。通过对着陆器收发信机的变频链路设计、载波相干转发电路设计、载波跟踪环路参数分析和设计,提出基于着陆器收发信机的载波相干转发处理方法;该方法对接收通道本振、发射通道本振、收发处理时钟进行同源设计,并根据相干转发比,将接收多普勒估计值补偿至发射信标,从而提高了多普勒测量精度。最终,系统实测得到的多普勒频偏精度为1.6mHz。与传统的非同源相干转发系统相比,该方法去除了着陆器晶振的抖动偏差,可实现更高的测量精度,适用于中国火星探测工程、小行星探测工程等深空探测活动中着陆器的设计和部署。

航天器用胶体推进器10kV高压可调束流电源仿真分析研究75-82

摘要：近年来,随着微纳卫星编队飞行成为诸如引力波探测等领域的研究热点,推力量级更小的新兴电推进器,例如胶体推进器(Colloid Thruster,CT)的应用前景越来越广泛,尤其是对其电源处理单元(Power Processing Unit,PPU)的需求越来越高。文章针对航天器胶体推进器电源处理单元中10kV高压可调束流电源,设计了一种双管Buck-Boost预稳压电路+罗耶自激震荡器+双向倍压整流的三级式电压升举电路拓扑;选取合适的电路参数,并使用电路仿真软件Saber对前级电路和后级电路分别进行仿真,以证实电路拓扑及参数选择的可行性,进而对整体电路进行仿真,验证设计的准确性。同时,选取了两种由反激构成的备选高压电路进行仿真分析验证,从中甄选出最佳的电路拓扑。仿真结果表明,设计的3种电路都能实现最高至10kV的电压输出,同时,能够实现3kV到10kV之间的大范围调节,满足胶体推进器PPU束流电源的工作指标。

金属杯型振动陀螺技术研究83-88

摘要：金属杯型振动陀螺是一种低成本、高可靠、长寿命的新型固体陀螺仪,具有一系列独特优点,适宜于战术武器领域。文章对金属杯型振动陀螺的国内外发展现状和技术指标进行对比,介绍了国外主要应用方向,并简要叙述了其工作原理和主要结构,分析了关键技术环节,对研制的样机进行测评,提出后续发展的方向。