不同工况对甚低频发射天线电性能影响的分析方法

为了研究甚低频发射天线在不同工况下的结构变形对其电性能的影响,提出了一种基于有限元法和矩量法的天线结构与电性能协同分析方法。首先在保证天线安全性系数满足要求的条件下,通过零阶优化算法对天线幕进行优化找形,生成一个理论上电性能较优的天线幕结构形态;然后在提取天线节点信息的基础上,通过一种文件格式转换的新方法将优化后的天线幕结构模型转换为可用于矩量法分析的电气模型;最后对该电气模型进行后处理,分析不同覆冰量和不同风速对天线电性能的影响。采用该方法分析了一个甚低频T形发射天线在不同工况下的电性能,分析结果表明,在各工况下天线的辐射电阻和损耗电阻均会发生变化,且天线辐射效率会发生不同程度的降低。所提出的方法对其他类型复杂结构线网形天线的结构与电性能协同分析具有一定的指导意义。

微咸水间歇供水方式土壤水盐分布分析

为了研究间歇供水微咸水不同入渗方式对土壤水盐分布的影响,开展了一维积水间歇入渗试验,研究了微咸水矿化度分别为1.75、3和5g/L,及不同周期数和循环率入渗条件下的入渗特性,并对比了不同矿化度、不同周期数与不同循环率对间歇入渗后土壤水盐分布的影响。结果表明,微咸水间歇入渗与一般的间歇入渗规律相同,但在试验取用范围内高矿化度、小周期数和高循环率可以有效促进水分入渗,矿化度提高土壤中盐分含量也随之增加,盐分含量随着间歇入渗周期数的增大而增大。

接收天线的非福斯特阻抗匹配网络技术研究

为实现一个负阻抗器件抵消天线的寄生电抗,将天线的辐射电阻转变为一个常量,避免了传统无源匹配网络的增益带宽约束条件限制,并获得了更宽的天线带宽。设计了一个10cm单极天线的非福斯特匹配电路,并进行了仿真和实际测试,二者吻合度较高。试验结果表明:在60~400 MHz频带内,添加非福斯特匹配电路与添加传统无源匹配电路的接收天线相比,天线的输入阻抗虚部在全频带内得到了较为充分的抵消,信噪比最大可提高4dB,在200~260 MHz频带内,天线3dB带宽提高了11 MHz。

基于DDS技术的MSK设计与实现

提出了一种基于DDS技术和FPGA的MSK调制方法。首先介绍了MSK调制和DDS的基本原理,之后通过软硬件结合的方式进行了MSK调制的设计,仿真和实现。软件方面采用VHDL语言进行了模块设计和时序仿真,硬件部分利用ALERA公司的EP1C6Q240C8做控制板,在高性能DDS模块AD9854上实现。试验表明:用文中设计调制电路可得到稳定的MSK波形。

甚低频MSK灵敏解调器的设计与实现

利用单片集成锁相环LM565实现了MSK甚低频信号的灵敏解调,针对用于水下通信信号源MSK信号带宽窄、频偏小的特点,相较于传统的锁相环-电压比较器的解调方法,在传统解调电路上添加直流再生部分,通过峰值保持电路使频偏较小的MSK甚低频信号也能被完整地解调出来;分别设计实现了利用传统与优化解调方法的电路并通过调试得出符合甚低频通信要求的结果;优化后电路将解调灵敏度提高了约300 Hz。

交替供水条件下土壤入渗特性与水盐分布特征研究

采用室内一维垂直土柱入渗试验,对交替供水条件下微咸水连续及间歇入渗的土壤入渗特性及水盐分布特征进行研究。结果表明,在灌水时间相同的情况下,交替连续入渗随着交替次数的增加,湿润锋推进深度及累积入渗量都有一定程度的增加,而交替间歇入渗趋势与之相反。在咸淡交替供水方式下湿润锋和累积入渗量的线性函数关系未发生本质上的改变。随着交替次数的增加,间歇灌溉的土壤含水率变化率显著降低。在淡咸顺序下,电导率呈现两端积盐现象,而咸淡顺序下,电导率整体趋于上升趋势。后期灌溉水质对于表层电导率影响较大。

改进加顶结构的甚低频发信天线阻抗特性分析

针对甚低频发射天线输入电抗高、输入电阻小而导致的天线Q值高、带宽窄、输入功率受限、天线系统效率低等问题,研究了伞型和T型甚低频发射天线的顶负载在不同电气连接方式下的天线输入阻抗,提出在不改变天线总体结构的情况下,改变顶负载电气连接方式可优化天线的输入阻抗的方法.计算结果和理论分析均表明,优化后的天线顶负载连接方式可降低甚低频发射天线的输入容抗、提高天线的输入电阻,从而可提高天线系统效率和功率容量、增加天线带宽,对改善甚低频发射天线性能和提高天线电气工作安全性具有重要意义.

甚低频发射天线动态调谐控制技术研究

分析一种目前发达国家在甚低频发射天线上所采用的新型调谐电路,此电路包括开关控制模块和固定调谐模块。在以降低系统损耗为目的的前提下,通过自绕电感、选取低导通电阻开关等方法实现调谐电路来确保甚低频通信的技术要求。依次进行调谐模型的建立、模型电路的仿真、实际测量方案的讨论、硬件电路的设计和系统的测试。实验表明:提出的新型调谐技术可有效降低系统损耗,采用动态调谐方式的天线带宽约为采用固定调谐方式带宽的4倍。

基于蝴蝶交配优化算法的阵列方向函数峰值计算

针对蝴蝶交配优化算法的通讯机理进行了研究,分析了蝴蝶交配优化算法中元蝴蝶的UV信息更新、散布、局部伴侣选择机制和影响因素。在二元半波振子天线阵列模型的基础上,采用蝴蝶交配优化算法对天线方向图主瓣最大值进行了计算,并与萤火虫种群算法的运算结果进行了对比,验证了蝴蝶交配优化算法解决函数峰值问题的可行性和有效性。

基于VOACAP的海上短波鞭天线发信节点覆盖能力仿真分析

论文介绍了短波发信节点通信覆盖能力的计算方法,选取海上短波发信节点,对6m短波鞭天线4kW输入功率发信时覆盖区域内的射频信噪比分布进行了仿真计算,给出了采用10m短波宽带直立天线收信时,不同季节、不同时间、不同太阳黑子数、不同频率的通信覆盖距离及典型收信点处的最高可用频率(MUF),对评估海上短波发信节点的通信保障能力具有参考意义。

一种基于缩比模型的甚低频伞形发射天线电压分布计算方法

为了研究甚低频伞形天线的电压分布规律,提出了基于缩比模型的复杂线网结构的电压分布计算方法。首先建立了计算电压分布的三种模型,通过对比分析得出了一种更为优越的计算方法;其次利用电磁仿真软件FEKO,对美国卡特勒甚低频伞形天线的1:400缩比模型进行建模;最后利用提出的计算方法,对该天线上中心塔、顶容线和围线的电压分布规律进行了计算。结果表明:天线顶部电压大于根部电压,天线顶线电压由内向外逐渐增大;在一段围线上(两相邻边塔之间的围线段),中部电压最小,随后向两侧逐渐增大。提出的计算方法对该类型天线绝缘子的选取具有一定的指导意义。

甚低频发射天线辐射性能计算与测量研究

针对目前甚低频发射天线辐射性能测量不准确的问题,对影响岸基甚低频发射天线辐射电场和磁场的各个场分量进行了分析计算。提出了在满足一定精度的要求下的甚低频辐射磁场和电场的最佳测试距离,且在夜间测试更为准确,并提出电场和磁场测试值可按照自由空间波阻抗关系相互转换的条件,为准确获取甚低频发射天线辐射性能提供了有实际意义的指导原则。

Ka频段大口径测控天线无人机校相方法设计与验证

面向Ka频段航天测控设备天线标校工程应用需求,分析了大口径测控天线相位校准方法原理,论证设计了轻量化、模块化的组合式测控应答机无人机装载模式,提出了基于无人机的S频段天线自跟踪叠加偏置进行Ka频段天线快速校相的方法,并进行了跟踪精度分析。计算了在不同地面测控天线口径下进行相位标校的链路余量,规划了无人机飞行航路和试验步骤,并进行了Ka频段天线快速校相、电轴一致性测试试验,每次相位标校得出的交叉耦合和灵敏度系数指标均满足天线对无人机信标的闭环自跟踪要求。结果表明,基于无人机平台的大口径测控天线相位校准方法能够为Ka频段测控设备标校提供一种新的手段,具有良好的工程应用前景。

基于灰色系统理论的测控设备状态预测算法研究

随着在轨航天器数量的增加,为支持航天器的可靠运行,地面测控设备需长期处于加电状态,这对设备状态检测与维护管理带来较大难度。提出两种基于灰色系统理论的GM和Verhulst测控设备状态预测模型,采用数据平滑和背景值改进等措施,对地面测控设备状态预测模型进行优化,有效提高了预测精度,并通过实例分析,梳理了两种预测模型的适用范围,为开展测控设备视情维修提供决策支持。