大型天线表面精度实时检测

介绍一种大型天线表面精度实时检测仪 ,它可以检测出天线表面形变的位置和大小 ,通过实时调整天线面板 ,从而大大改善大型反射面天线的系统性能。在 2 2 GHz频段 ,使用强水脉泽源 Orion,对紫金山天文台的 1 3.7m毫米波望远镜进行了实测 ,检测结果与经典的经纬仪带尺方法测量所得的结果基本相符 ,测试精度约为 0 .1 6mm。

对数周期天线特征参数对电性能的影响分析

提出了通过优化馈管间距、馈电点位置和馈管长度三个特征参数,实现对数周期天线驻波比最佳化的方法,并对四个不同频段的天线进行了理论仿真分析和实测验证.实验结果表明:当馈管间距为馈管边长的1.45倍,馈电点位置为最短振子长度与天线间隔常数乘积的2倍,馈管端部到最短振子的长度为馈电点到最短振子长度的1.15倍时,天线的驻波比达到最优状态.这些理论分析与实验结果为对数周期天线的工程应用提供了重要依据,也为最优化设计提供了一种更有效的方法.

一种新型毫米波馈电系统

介绍一种新型开放式毫米波馈电系统——超导准光系统 ,该系统已成功地应用于我国的 1 3.7m口径毫米波望远镜上 ,它工作于 2 .6mm波段 ,已成功进行天文实测和天文研究工作。该系统应用了一个新型 4K低温致冷系统 ,可工作于二个频段。文中详细介绍了该系统的设计理论及研制结果。实测结果表明 ,整个系统的插损在 2 .6mm波段仅 0 .1 d B,这种损耗比起波导系统而言 ,是极其微小的。接收机的系统噪声温度在 85GHz～ 1 1 2 GHz宽带内 ,优于 87.6K。该系统至今已在青海高原使用一年时间 ,目前仍在正常工作。

毫米波多模喇叭的工程设计

一、圆锥多模喇叭的辐射场假定在馈电圆波导中传播的是主模H_(11),那么,口面场的每一个磁模或电模都可能由包括口面在内的若干个圆锥截面跃变所产生的磁模或电模的场的迭加所组成,这每一个圆锥截面跃变所产生的磁模或电模的模比以及它们在圆锥波导中传播的相移都是可以计算的,口面上的每一个磁模或电模的模比都可求出。我们这里假定口面上的主模模比_(11)=1,也就是进行模比的归一化,归一化后的其它磁模和电模的模比分别为_(1i)=H_(li)e^(iφ·ji)和_(li)=ε_1:e^(iφli)。因此,口面场表达式可写为:

低旁瓣微波辐射计天线设计和应用

提出一种高灵敏度微波辐射计设计方法,它采用辐射计天线的低旁瓣和高主波束效率设计,通过降低辐射计的系统噪声温度(尤其是外部变化的天线噪声温度),实现系统的高灵敏度。给出了微波辐射计天线方向图的理论仿真和实验结果及系统灵敏度的测量结果。辐射计天线实测结果表明:二个波段的天线副瓣电平均低达-30dB,天线主波束效率均高于95%。微波辐射计系统的实测结果表明:新方法使辐射计实际测量达到0.05K的高灵敏度。该系统也可在大气遥感测量、人工影响天气、土壤水分测量等领域应用,为防洪抗旱提供实时的降雨特性资料,在雷达和卫星通讯等领域,应用于电波的中性大气折射订正。

紫金山天文台13．7米射电望远镜天线表面精度的首次射电全息测量

１９９２年１月，在紫金山天文台１３．７米毫米波望远镜上进行了用射电全息术的相位恢复方法（Ｐｈａｓｅ－ｒｅｔｒｉｅｖａｌｍｅｔｈｏｄ）测量天线表面精度的尝试．利用望远镜的２２ＧＨｚ系统，用强水脉泽源ＯＲＩＯＮ－ＫＬ作为信号源测量了天线的聚焦和偏焦方向图，采用Ｍｉｓｅｌｌ算法获得了天线口面上的相位分布，由此得到的天线表面相对于理想抛物面偏差的均方根值与１９８９年用经典的经纬仪带尺方法测量的结果基本相符．

3 mm波段烟幕插入损耗测量

为了满足3 mm波段烟幕辐射特性和插入损耗特性测量的需要,研制了3 mm波段烟幕特性自动测量系统-3 mm辐射源和3 mm辐射计／接收机一体机。一体机是对Dicke型辐射计的改进,在保持毫米波辐射计接收机高频前端不变的前提下,分别为辐射特性测量和插入损耗特性测量设计了独立的被动通道和主动通道,并在窄带的插入损耗测量的主动通道增加了中频锁相环路。探讨了该系统的烟幕插入损耗特性测量方法,实验结果表明:该系统能满足3 mm波段烟幕特性自动化测量的要求。

基于C8051F020的PWM输出频率分析

基于C8051F020芯片,研究了PCA模块的PWM信号产生原理以及软件实现的方法,并通过实验方法针对PCA模块,提出了PWM输出频率与PCA计数器/定时器时基的关系公式,结合计算与实验观察,分析了在不同设定下输出波形的频率范围以及频率与占空比的准确性问题。实验结果表明,基于C8051F020产生的PWM信号具有控制精度高,响应快的优点,适于日常生活、工业生产和科学研究领域对控制系统的需要。

基于DS18B20的高分辨率温度数据采集

介绍了新型单总线结构温度传感器DS18B20的诸多高性能特点、内部结构及控制时序;在此基础上,建立以C8051F020单片机为处理器结合DS18B20构成了一个温度测量系统,并介绍其硬件组成和软件设计,指出软件编程的重点部分以及获得高分辨率的设定方法;最后使用该系统在较稳定的环境温度下实际测量环境温度,使用MFC编写上位机接受程序,根据串口传至PC的数据,得到实验结果,将实验室数据进行制图证明温度采集系统分辨率达0.0625℃。该装置适于人们日常生活、工业生产和科学研究领域对温度测量的需要。

基于FPGA的高速线阵CCD图像采集系统

针对传统采集方式不灵活的特点设计了一种以FPGA为控制核心的高速图像采集系统。该系统选用线阵CCD作为图像信号采集芯片,采用FPGA产生与控制整个系统的时序,通过A/D对采集到的信号进行处理,最后通过以太网将信号传至上位机。此系统在图像数据的高速实时采集和处理上具有很大优势,且整体电路设计简单、直观、稳定、易修改,还具有设计灵活,传输速度快等特点。实验表明该系统可以有效地完成图像信号的采集,并且具备良好的稳定性与抗噪性。

提高小尺寸间距四元MIMO系统信道容量与容量稳定性的新方法

针对小尺寸间距MIMO系统阵元间严重的互耦效应将导致传统直线排列阵信道容量明显下降以及随着入射波平均到达角的增大系统信道容量亦会迅速降低的问题,通过考察空域相关接收信号等效方向图产生畸变的物理原理,提出了一种通过重构阵列排布模式以令其具正方形空间对称特性从而改善系统容量稳定性的新方法。理论分析和数值仿真皆表明,相比于传统四元直线阵,这种由新方法构造的具空间对称结构的四元方阵MIMO系统不仅在小尺寸阵元间隔具强互耦效应时能提高系统信道容量,还具有平均信道容量不随入射波平均到达角变化而基本保持恒定的优点。

基于小波变换的智能天线波束形成算法

提出一种基于小波变换的智能天线波束形成算法(WL-SMILMS)。该算法采用小波函数将夹杂干扰噪声的来波信号变换在多尺度频域,对高频部分采用采样矩阵求逆算法(SMI)进行权矢量更新,对低频部分采用最小均方误差算法(LMS)进行权矢量更新,用两部分融合后的权矢量更新滤波器抽头权值,实现数字波束形成。该算法克服了SMI算法计算复杂度高、旁瓣偏高的缺点,比LMS算法具有更好的收敛性,实现了收敛率和计算复杂度的高度兼顾。

基于游戏引擎的图形用户界面集群渲染系统设计与实现

针对低功耗的导航应用,设计了一种小型化、低功耗、结构简单的具有倾斜补偿功能的三轴磁阻式电子罗盘。硬件方面是由Honey Well公司的三维磁阻式传感器HMC5883L,三维加速度传感器使用低成本倾斜度模块GY-25,以及德州仪器的MSP430F149处理器组成。通过采集各模块的数据,得到系统的俯仰角、翻滚角、航向角等信息,并通过LCD1602显示载体的航向角和姿态角。软件方面,在分析磁性物质影响的基础上,提出了合理可行的矫正方法来消除影响罗盘测量精度的误差,实现了能准确测量罗盘朝向、运行稳定的三维电子罗盘。

基于小波变换的智能天线波达方向估计研究

对比两种经典的智能天线波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计算法——延迟-相加算法、多重信号分类(Multiple SignalClassification,MUSIC)算法,提出了一种基于小波变换的智能天线波达方向估计算法(Smart Antennas Direction of Arrival Eseimation Based on Wavelet Transformer,SADOAWT),该算法利用小波变换,将来波信号变换在多尺度频域,针对不同频域采用不同算法以实现分辨率、计算复杂度的高度兼顾.计算机仿真结果表明,新算法复杂度较低,克服了延迟-相加算法分辨率低、副瓣较多的缺点,避免了MUSIC算法遇到相关信号分辨率降低的问题.

基于精细积分思想的反演简单迭代算法

为了提高走时层析成像中反演算法的性能,采用一种基于精细积分的简单迭代算法。反演计算归结为一个简单的迭代求解过程,对过程中出现的逆矩阵求解利用精细积分思想,确保迭代收敛且能收敛到方程的真解,同时具备较高的迭代速度。检测板模型恢复测试以及实际资料反演结果表明:该方法计算过程简单,在迭代次数较少时即能得到分辨率较高的波速剖面图;与目前常用的一些方法相比,本文方法在反演图像分辨率和迭代效率上都具有一定的优势。

CMA盲均衡在MIMO MC DS-CDMA系统中的应用研究

本文首先建立了采用TR-STBC发送分集的MIMO MC DS-CDMA系统模型,然后在此基础上,研究了SDCMA盲均衡在该系统中的应用,最后进行了仿真和分析。结论是对采用TR-STBC方案的MIMO MC DS-CDMA系统进行常模盲均衡,算法简单,较易实现,但当多址干扰较大时,仅采用此均衡方法不能较好地改善系统性能,还需要进一步采用其他方法来减小或消除多址干扰。

多路太阳能电池板温度监测系统设计

太阳能电池板分布密集,针对传统方式监测太阳能电池板温度布线困难。为了更加高效便捷获取太阳能电池板的表面温度,设计一种无线测温装置可以同时监测10块太阳能电池板的实时温度。利用数字温度传感器DS18B20进行测温,超低功耗16位单片机MSP430F149进行数据处理并且利用无线模块CC1101进行数据的传输,最终将太阳能电池板的温度数据显示到液晶屏上。经实际测试,无线传输距离可达50m,精度可达0.1℃,可以同时监测10块太阳能电池板温度数据,且系统具有传输稳定、功耗低、成本低等优点。

网络分析仪中反射计的双定向耦合器的设计和优化

提出一种可以应用于反射计的双定向耦合器的设计,此耦合器由两个微带定向耦合器级联而实现,并且通过理论推导在微带线中心导带上方加入介质片增加奇模电容来实现奇偶模相速度相等,从而提高双定向耦合器的定向性.利用HFSS电磁仿真软件成功仿真耦合度为-10 dB,驻波大于-15 dB,2～3G的宽频带,隔离度大于-28 dB能够应用于网络分析仪中反射计的双定向耦合器.

基于MFC的实时数据动态显示界面设计

为了方便在天文观测时对大量变化的数据进行实时监测,提出了一种基于MFC的太阳爆发实时监测动态显示界面的设计方法,并完成了软件界面设计。该方法使用链表来存放实时更新的数据,以实时数据绘制曲线图,并且在每次绘图之前都根据数据的变化重新设定坐标幅度,以实现对数据波动变化的动态显示。该方法已经应用于太阳爆发活动实时监测系统中。实际应用表明,该方法能够实现动态显示更新的数据及绘制曲线图,达到了实际应用要求。

粒子滤波在无人飞艇天线跟踪中的应用

为缓解无人飞艇天线跟踪系统中的时间延迟对系统指向性能的影响,分析了粒子滤波预测在无人飞艇天线跟踪系统中的应用。天线跟踪系统应用粒子滤波对时延阶段内的飞艇运动状态进行预测,并由位置环、速度环和电流环组成的伺服随动单元在飞艇坐标系下对飞艇天线的对地姿态预测角进行伺服控制,以调节飞艇天线精确地指向地面站。文中对比仿真了基于预测滤波和延迟观测量的飞艇天线跟踪系统对地面站的指向性能。结果表明,基于粒子滤波预测的无人飞艇天线跟踪系统能够避免扩展Kalman滤波算法在非线性估计中的不足,并补偿时间延迟对系统指向精度的影响,有效提高无人飞艇与地面站之间的通信能力。