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    2016年, 第36卷, 第2期 刊出日期:2016-04-25 上一期    下一期
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    专题述评
    空间太阳能电站聚光模式研究
    张兴华, 侯欣宾, 王立, 闫勇
    2016 (2):  1.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0019
    摘要 ( 725 )   PDF(5018KB) ( 1168 )  
    空间太阳能电站是指能够在轨道上将太阳能通过工程技术手段有效采集、转化并传输到地面,再转化成为电能供地面使用的系统。聚光是空间太阳能收集的途径之一,多种SSPS方案采用了聚光方式。文章介绍了聚光式SSPS的研究现状,对现有SSPS方案中的不同聚光技术方案进行了综述分析,将空间太阳能电站聚光技术划分为3个层次,总结成4种模式,详细分析了每种模式的优点与技术难点,并对聚光式空间太阳能电站的发展提出建议。
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    研究探讨
    基于非正交码的波束形成网络幅相测试方法
    高原, 安建平, 周慧, 郝时光, 柴源
    2016 (2):  13.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0021
    摘要 ( 730 )   PDF(1894KB) ( 722 )  
    针对目前数字波束形成网络幅相一致性测试系统中扩频码受限于正交码的问题,提出了一种基于非正交码的数字波束形成网络幅相测试方法。基于非正交码的幅相测试精度受多址干扰影响,提出了使用解相关算法提高幅相测试精度的方法,该方法以噪声略有增加为代价消除了多址干扰。理论分析给出了幅相测试的理论下界,并分析了系统误差、通道间耦合对幅相测试精度的影响。仿真结果显示,当采用非正交码时,测试设备不使用解相关算法无法达到预设的精度要求;使用解相关算法后,基于非正交码的幅相测试可以达到理论下界,在带内信噪比为10dB条件下,幅相测试精度为±01dB/1°,可以满足实际系统需求。
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    基于北斗的机载终端完好性算法仿真研究
    刘瑞华, 邓明智, 蔚保国, 邢兆栋
    2016 (2):  20.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0022
    摘要 ( 756 )   PDF(4379KB) ( 870 )  
    国内外关于接收机自主完好性算法的理论研究已经成熟,但缺乏依据北斗实测数据的算法性能分析。根据北斗Ⅱ代卫星导航系统14颗星的星座状态及其公开的服务性能,结合民航非精密进近的应用需求,对机载端嵌入自主完好性算法进行仿真研究。首先通过理论仿真,分析了亚太区之内算法的可用性。其次,利用NovAtel接收机实测的北斗数据,设定不同的场景和故障类型,对算法故障检测和识别的性能进行了研究分析。通过仿真,北斗系统在亚太区之内的平均可见星个数大于7颗,平均水平保护限值小于500m,能够满足算法的要求。另通过实测研究,算法可以有效地检测并识别出异常的伪距误差(即故障卫星)。结果表明:接收机自主完好性算法适用于当前北斗Ⅱ代卫星导航系统,能够为民用航空非精密进近提供具备完好性保证的服务。
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    面向多级中断系统的任务最差响应时间分析
    于广良, 杨孟飞, 徐建, 姜宏
    2016 (2):  28.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0003
    摘要 ( 783 )   PDF(1101KB) ( 757 )  
    针对航天嵌入式系统中存在多级中断情况下的时间分析问题,提出了中断与任务混合的响应时间计算模型。该模型中断与任务使用统一的优先级定义,将多级中断嵌套的响应时间分析与任务嵌套的响应时间分析相结合,推导出了混合模型下响应时间计算公式。并进一步比较了中断与任务的异同,阐述了公式中关键参数的含义与计算方法。最后利用开源的LEON3平台和Modelsim软件对所述方法进行了仿真验证,结果表明,任务最差响应时间过估小于5%,可以得到准确的分析结果,有较高的工程应用价值。
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    基于SiCMEMS阵列的高精度微纳卫星编队保持
    范林东, 杨博, 苗峻, 龙军, 刘旭辉
    2016 (2):  37.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0002
    摘要 ( 679 )   PDF(1803KB) ( 922 )  
    随着微纳卫星的发展,对它的控制保持问题亟需解决。传统的推进技术因推力精细度和推力输出相对粗糙,很难满足高精度的要求,为此,提出了用SiCMEMS微推力器阵列来解决微纳卫星的编队保持问题。由于阵列具有与传统发动机不同的特性,一般的控制算法很难用于该控制任务,文章提出了利用瞬时脉冲控制策略来实现编队保持。仿真结果表明,阵列用于微纳卫星近距离编队保持的位置精度可达3mm,具有很高的应用价值。此外,为节省推力器,分析了单推力器装药量与控制器参数对能耗和精度的影响,结果表明当单推力器元冲量范围为8×10-6~20×10-6N·s〖JP〗时可以得到很好的控制效果,既能满足精度,又可以节约使用推力器。
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    含非谐振节点滤波器的耦合矩阵综合方法
    柳浩, 李胜先
    2016 (2):  46.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0023
    摘要 ( 706 )   PDF(1537KB) ( 1669 )  
    基于非谐振节点理论,提出了一种改进的直接耦合矩阵综合方法。通过将非谐振节点看作谐振点,采用经典耦合矩阵综合方法得到耦合矩阵,再对矩阵作相似变换,使非谐振节点位置相对应的元素不含传输零点信息,并对其所在行列作比例变换,使其还原为非谐振节点,直接综合得到可用于设计含非谐振节点滤波器的耦合矩阵。这种综合方法简化了含非谐振节点滤波器的综合、拓扑重构和性能仿真,Matlab和HFSS仿真结果验证了这种综合方法的合理性和可行性。
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    技术交流
    一种新的遥感影像清晰度评价方法
    谭伟, 杨秉新, 何红艳
    2016 (2):  50.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0024
    摘要 ( 690 )   PDF(5017KB) ( 1865 )  
    针对传统清晰度评价算法很难准确评价遥感卫星影像清晰度的问题,结合工程应用及遥感影像特点提出了一种新的遥感图像清晰度评价算法——自检测灰度梯度函数清晰度评价算法。把评价过程分为目标区域检测和清晰度特征参量提取,为解决遥感影像数据量大且景物密度与分布特点各异的问题,首先通过检测算子对一幅遥感影像中各区域进行检测来得到景物丰富且边缘明显的目标区域,然后再对目标区域进行灰度预处理并提取目标区域的边缘灰度梯度来评价清晰度。通过三组不同类型影像对该算法进行验证,分别为遥感相机在轨离焦仿真影像和噪声仿真影像,以及在轨型号遥感卫星影像,对比几种传统典型清晰度评价算法和自检测灰度梯度函数的评价效能,结果表明:文中方法满足遥感影像清晰度评价的基本要求,解决了传统算法无法横向比较不同遥感相机影像及不同大小影像清晰度的问题,是一种适合卫星遥感影像清晰度评价的方法。
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    “玉兔”巡视器活动式相机热设计及在轨分析
    张冰强, 向艳超, 陈建新, 宋馨, 马巨印
    2016 (2):  58.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0001
    摘要 ( 586 )   PDF(1849KB) ( 478 )  
    月面虹湾地区的环境温度为-180~+90℃,需同时解决“玉兔”巡视器活动式相机在桅杆复杂活动下的月昼散热问题和月夜无电能供给下的保温问题;另外月尘的不确定性也给相机热设计带来了风险。因此,月昼极端高温下,转动桅杆为相机寻找最佳避暑姿态,并优化相机开关机时长比例,从而解决相机月昼散热问题。而在月夜极端低温下,则调整相机与巡视器的热耦合状态,将桅杆收拢至围栏内,借用巡视器月夜保温系统进行保温。此外,还对月尘在散热面上的沉降诱因进行分析,并采用限制工作太阳高度角应对月尘带来的风险。热分析和在轨实际数据比对结果表明,采用避暑姿态和间歇工作模式,月昼高温下相机工作温度最高可降低15℃;月夜桅杆收拢,相机温度不低于-261℃,相机安全度过月夜,并可节约45W同位素功率。文中热控与姿态相耦合的热控方法可解决行星表面巡视探测器活动式相机的高低温难题,降低了热设计的同位素资源,可为中国后续行星表面巡视探测器的热控设计做参考。
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    基于半刚性连接的提高星敏感器指向精度的安装设计
    朱华, 张春雨, 周徐斌, 张宗华, 顾志悦, 吕凯
    2016 (2):  66.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0025
    摘要 ( 729 )   PDF(5994KB) ( 797 )  
    研究和分析了热变形引起的星敏感器和合成孔径雷达(SAR)天线的形变特点,设计了一种SAR天线与星体结构之间的安装方法,并以某卫星为例,将两者半刚性连接(横向游离)其安装设计方法在于将SAR天线框架与星体间的螺钉连接横向刚度减小,使星体的热变形与SAR天线产生了横向游离效果。计算分析和试验表明,这种安装设计方法有效地提高了星敏感器相对于SAR天线中板阵面的指向精度,可以满足高分辨率卫星成像的需求,为其他有较高指向精度要求的单机安装提供参考。
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    渐扩变截面通道对会切磁场推力器性能的影响
    陈蓬勃, 刘辉, 胡鹏, 孙强强, 于达仁
    2016 (2):  74.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0026
    摘要 ( 809 )   PDF(8606KB) ( 376 )  
    为了改善会切磁场推力器在低功率下对中低等流量变化的不适应性,采用了一种渐扩的变截面通道设计来提升推力器中低等流量下的性能,对比了两种等截面通道与一种渐扩通道在中低等流量下的性能。虽然渐扩通道与小直径的等截面通道相比,会略微降低通道内的原子密度,但渐扩通道由于减小了出口离子能量损失,同时增大磁镜比促进电离,从而能够提升推力器在同等推力水平下的效率。而大直径等截面通道和小直径等截面通道分别由于原子密度过低及壁面损失较大,性能均不如渐扩通道。因此,渐扩型变截面通道在中低等流量变化范围内具有更优的性能,这对推力器性能的进一步优化具有重要意义。
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    大功率同轴谐振器连接缝隙EML和PIM研究
    禹旭敏, 唐小宏, 汪娟, 代峰, 林华杰
    2016 (2):  81.  doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0027
    摘要 ( 731 )   PDF(1213KB) ( 869 )  
    在大功率工作环境中,射频电路经常发生电磁泄漏(ElectroMagneticLeak,EML)和无源互调(PassiveInterModulation,PIM)等现象。而在同轴谐振器中,不稳定连接缝隙处成为增加电磁泄漏EML和PIM问题风险的隐患部位。文章通过对同轴谐振器等效电路建模和电磁场建模给出了缝隙位置与电磁场表面电流的关系,并分析了3种不同结构同轴谐振腔EML特性。结果表明通过微调连接缝隙,使其有效偏离同轴谐振器的电流波幅点位置,可以降低大功率同轴谐振器的连接泄漏,从而减小无源互调的风险。依据分析结果选取了3种同轴结构(单螺钉连接、法兰内连接、法兰外连接)中连接泄露最小的结构作为大功率器件的基本结构,小批量器件在大功率测试和试验中无EML和PIM现象。
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