局部放电检测用四臂正旋天线的小型化研究

针对高压电气设备例如变压器、气体绝缘组合电器(GIS)、中压开关柜等设备局部放电(PD)特高频信号的高灵敏度检测需求,解决现有特高频螺旋天线(UHF)例如平面等角螺旋、阿基米德螺旋在外置安装时极化方向单一、体积大、检测频带窄、抗干扰能力弱以及灵敏度低等问题,对四臂正旋天线进行了各种小型化的研究。首先,HFSS仿真确定天线在工作频带下的最佳尺寸,在验证天线的端口参数以及天线的辐射性能符合要求的情况下,即四臂正旋天线的全极化特性、S11参数小于-10 dB、VSWR电压驻波比小于3 dB、Smith圆图阻抗匹配的情况下,选取介电常数为2.2的Rogers RT/duroid 5880作为介质基板,将设计的天线PCB打板;然后,在构建的4种模拟局部放电实验环境中实际测试。结果表明:在金属尖端放电、绝缘件内部气隙放电、自由金属颗粒放电和沿面放电的4种放电环境下四臂正旋天线都能检测到脉冲信号并且完整地保留4种放电的特征信息,并且尺寸控制在200 cm以内,设计的天线能够在复杂的电气设备环境下使用。

利用旋转双天线载波相位双差的欺骗干扰检测技术

有效的欺骗干扰检测是防止卫星导航接收机被欺骗干扰攻击的前提。提出了一种基于旋转双天线载波相位双差的卫星导航接收机欺骗干扰检测技术,在对接收机双天线匀速旋转时输出载波相位测量值进行载波相位双差处理后,利用广义似然比检验实现了对单一发射天线输出欺骗干扰信号的检测。进一步分析了旋转半径和数据长度对检测性能的影响,并与旋转单天线和天线阵载波相位双差欺骗干扰检测方法的性能进行了对比。最后,通过蒙特卡罗方法进行了仿真验证,结果表明了该检测方法和检测性能分析的正确性。

旋转条件GPS接收信号频率和相位变化分析

针对高旋转弹丸GPS接收机无法正常工作的问题,通过计算和分析高旋转条件GPS接收信号的频率和相位变化,为设计高旋转条件GPS接收机基带算法提供依据.根据弹丸旋转运动特点和GPS信号的传播特性建立数学模型,对由于旋转引起的GPS接收信号的多普勒频率和相位变化进行计算.结果表明,在转速为200 r/s时,产生的载波最大多普勒频移为300 Hz,相位变化为0.6π,这对载波环路跟踪会产生很大影响.而码多普勒频移和相位变化不大.计算结果对高旋转条件GPS信号捕获和跟踪算法设计具有重要参考价值.

多天线干涉处理的窄带雷达空间旋转目标三维成像

借鉴干涉式逆合成孔径雷达中多天线干涉处理的思想,采用L型三天线成像结构,提出了一种基于多天线干涉处理的窄带雷达空间旋转目标三维成像方法。推导了窄带条件下空间旋转目标回波干涉处理的原理,分析了短时傅里叶变换对回波干涉相位信息的影响,在对各天线回波进行短时傅里叶变换的基础上,在时频平面上有效区分了各散射点对应的回波曲线,获得了不同散射点对应的干涉相位信息,实现了对空间旋转目标的干涉式三维成像。与已有方法相比,该方法仅需利用单部多天线雷达即可获得目标的真实三维信息。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于单天线GPS载波幅度的旋转载体滚转角测量

传统的载体滚转角和转速测量方法成本高昂且仅限于高价值平台,为降低成本利用GPS信号测量滚转角的方法日益受到关注。将GPS载波信号的相位和幅度信息用于姿态测量,是目前旋转平台基于GPS测姿的两类主要方法。为了实现旋转载体的低成本高精度滚转角和转速测量,本文提出了单天线结构的利用GPS卫星接收机硬件相关器直接输出的导航用载波I/Q信号幅度特性,设计基于EKF的滚转角滤波器,利用载波I/Q信号的幅度特性对载波频率进行估计与跟踪,从而实现旋转载体的滚转角和转速的精确计算。实测数据试验表明,对于旋转载体仅利用卫星载波I/Q信号的幅度信息,本文提出的算法即可实时计算出旋转载体的滚转角和转速,且计算精度能够满足大多数的实际工程应用。

FY-2C星控制分系统设计

介绍了风云二号(FY-2)气象卫星双自旋稳定控制分系统的组成、功能和技术指标,以及卫星起旋控制、章动角与摇摆角控制、敏感器设计和消旋子系统设计等关键技术。C星在轨运行情况表明,控制分系统工作正常、性能稳定,圆满完成了起旋、主动章动控制、测定姿、姿态机动、转速调整、定点捕获和天线消旋对地定向等任务,技术指标满足任务书要求。

基于单天线的模式滤波测角方法

针对旋转单天线测角问题,提出一种基于天线方向图模式滤波的解析估计方法。通过单天线旋转到不同观测角度接收目标信号并进行功率测量,然后按照一定的权系数对功率估计值加权求和,实现对天线方向图模式的滤波,转化为可对角度解析估计的模型。相对于传统比幅测角只利用主瓣/主波束信息,这种方法充分利用了天线方向图信息。研究了加权因子的选择方法,推导了理论测角精度以及无模糊测角范围。理论和仿真分析表明,该方法测角精度优于传统比幅测角方法。

高功率微波束的旋摆扫描方法

用于高功率微波发射的偏置抛物面天线 ,使其反射面绕馈源轴旋转 ,反射面与馈源借助真空椭圆软波导进行摆动 ,从而实现面域扫描。给出这种天线的旋摆扫描关系式 ,对其扫描性能及其与结构和旋摆参数的关系进行分析 ,结合物理光学修正 。

星载圆柱阵电子消旋天线研究

对同步轨道自旋稳定卫星提出了一种 32列圆柱阵的电子消旋天线。该天线每列有 4个辐射单元 ,通过开关矩阵和数字可变功分器 ,对相邻五列阵顺序馈电形成覆球波束 ,在 0°～ 360°范围内周向扫描。利用星载地球敏感器输出脉冲作为角度参考 ,通过控制软件实现自主消旋 ,并获得了周向约 1 6°的波束跃度和电平起伏小于

一种旋转飞行器应答机天线系统的设计

在当前应答机天线系统的工作模式下,飞行器旋转会引起其天线波束方向不断变化,导致地面测控设备信号间断,不能获取连续测量数据,难以实现精确跟踪测量。针对旋转测量存在的问题,本文设计了一种分集式应答机天线系统,理论分析和仿真结果表明,通过采用该系统,有效解决了现有天线系统的不足,能够实现对旋转飞行器的连续稳定跟踪。

双天线旋转目标微多普勒特征分析

在旋转目标的飞行过程中,目标的旋转会在回波信号中产生微多普勒调制。合作式的旋转目标常通过机载应答机进行信息传输,理论与仿真分析发现在双天线信号传输模式中,弹体的遮挡效应会对接收信号中的微多普勒调制产生影响。通过建立应答式目标的微多普勒模型,分析应答机天线相对位置与微多普勒相位特征的关系,推导了双天线条件下地面接收信号的微多普勒调制特征,给出了对应时频特征下的接收信号模型,并分析了天线切换带来的实测信号间断性问题,结合信号时频特征提出下一步可行的信号处理方法。

旋转飞行器分集式测速信号处理方法

飞行器旋转飞行时,采用分集多天线方式,可以实现信号的全向接收和向地转发。由于飞行器的转动,测量会引入微多普勒效应作用,受工作天线变换影响,接收测速信号(多普勒频率)会阶跃变化,在锁相环的作用下又引入响应误差。为实现高精度测量必须从测量信号中处理出所需的飞行器中心运动信息。针对这一问题,研究并推导了四天线分集式双程应答多普勒测速方程,分析了该模式下理想及测速回路(锁相环)响应信号的特点,提出了分集式测速信号处理方法。仿真实验结果表明,该方法可以有效滤除锁相环响应误差、分离微多普勒频率,得出高精度中心速度测元。

滚转条件下单天线GPS跟踪算法设计

提出了一种滚转条件下的单天线GPS跟踪算法。该算法能够在较低转速下,对间断的GPS信号进行跟踪,同时能够准确地计算出弹丸的滚转速度。该方法首先对单天线滚转条件下的接收信号进行分析与建模。然后,基于滚转对接收到的卫星信号的幅度调制特性的影响,利用旋转时信号幅度的对称性进行解旋,从而得到弹丸的滚动速率和角度。实际测试结果表明,利用信号的I/Q幅值信息,可以实时计算滚转弹丸的滚动速率和滚动角度,并且计算精度可以满足大多数实际应用的要求。

卫星定位接收机用棒状单极子天线

针对高转速条件下,GPS接收机由于天线相位中心不在旋转轴上,导致GPS接收机多普勒频率跳变而无法正常接收的问题,提出了采用消除高转速条件下GPS接收机多普勒频率跳变的单天线———棒状单极子天线。该天线特征是天线对称轴线与弹轴重合,容易使旋转中心与相位中心重合,在高旋转条件下,具有零相位中心特性。试验证明:安装棒状单极子天线的GPS接收机在高旋转条件下消除了多普勒频率跳变,能够正常定位。

双螺线圈射频共振结构增强硅空位自旋传感灵敏度方法

针对硅空位自旋磁共振信号射频场非均匀展宽问题,提出并设计了一种双螺线圈射频共振结构,利用双螺线圈平行对称特性,构建射频场均匀区,非均匀性小于0.9%,相比单根直线性结构,均匀性提高了56.889倍.同时,利用射频信号近距离互感耦合共振特性,实现了射频场的增强,相比单线圈结构增强了1.587倍,等效的自旋传感灵敏度提高了4.833倍.实验中搭建基于SiC硅色心自旋磁共振效应的光探测磁共振传感测量系统,通过对比不同类型的射频天线,测试得到基于双螺线圈射频共振天线结构的硅空位色心自旋磁共振信号对比度提高了6倍,通过调制解调信息解算方法得到传感器的灵敏度提高了4.833倍,传感器噪声降低了8倍,提高了硅空位自旋传感测量灵敏度,结合SiC晶圆芯片制造技术,为高精度、芯片级自旋量子传感器件的制造提供了技术支撑.

一种新型井下偏心核磁共振测井仪探测器设计与实现

核磁共振测井技术作为同时评价储层孔隙特征和流体识别的方法,具有独特的优越性。在实际应用中,井下居中型核磁共振测井仪探测深度受到井眼尺寸的影响,尤其当井眼钻井液电导率较高时,仪器将无法采集到可靠的有用信号。井下偏心核磁共振测井仪可有效解决上述问题。介绍了一种新型的井下偏心核磁共振测井仪探测器结构,通过数值模拟技术对探测器结构进行优化,并完成了实物制作。通过对探测器加工工艺探索,有效降低了天线涡流损耗和振铃的影响,并成功在实验水箱中获取到了核磁共振回波信号。

基于旋转天线的二维高分辨成像算法

受涡旋电磁波产生方法和自旋目标成像方法的启发,提出了基于旋转天线的二维高分辨成像方法。首先构造了基于旋转天线的雷达观测模型;利用距离向傅里叶变换获取目标的距离仿真,推导出了包含目标方位角信息的多普勒效应的正弦表达式;最后将正交匹配追踪算法应用到该正弦信号中,重构出目标的方位角,有效提升了雷达波束范围内的方位角分辨能力。仿真实验证明,该算法对雷达性能要求较低,克服了成像质量对纯净的高模态涡旋电磁波的依赖,实现了对静止目标的二维高分辨成像。

某投掷式干扰机的结构设计

以炮弹为运载平台将干扰机投掷到目标区需完成炮射、空中开舱、落地、天线展开等系列动作,才能有效地开展后续工作。文中介绍了干扰弹的组成和工作流程,通过仿真分析、优化结构设计、结构设计创新、采用灌封工艺、静态和动态试验相结合等手段,进行工程化设计。试验结果表明,干扰机能可靠有效地工作,达到了设计要求。

Investigations of the Sheath Effect on the Resultant Magnetic Field of a Cylindrical Monopole Plasma Antenna

The functionality of the plasma antenna has been narrowed to types and brand names only. The physics of its operation has been neglected and has stagnated technological innovations. The magnetic field in the sheath and plasma were investigated. Notable specifications were worked out in the proposed improved cylindrical monopole plasma antenna. The occurrence of femto spin demagnetization was discovered between the duration of switch on and switch off of the antenna. This phenomenon seems transient because magnetization is highest at the switch on/off point.

有机配体修饰LYH:Tb/PAM复合材料薄膜的制备及光致发光性能研究

层状稀土氢氧化物层状材料(LRHs)因其独特的层状结构和层间离子交换能力,近年来吸引了较多的关注。采用微波法制备了LYH:Tb层状材料,通过离子交换的方式制备了邻氯苯甲酸、对氯苯甲酸、2,4-二氯苯甲酸插层的杂化材料。利用有机配体的“天线效应”,制备了一系列荧光性能显著增强的有机-无机杂化荧光材料。经原位自由基反应将这种杂化材料与PMMA结合后采用旋涂法制备了LRH:Tb-PAM复合薄膜,该薄膜展现出良好的透光性和光致发光特性。