激光大气传输热晕与光束抖动综合效应的数值模拟

研究了激光大气传输中热晕与光束抖动综合效应的数值模拟方法。一般情况下采用统计方法模拟光束抖动,当光束抖动频率远小于或远大于热晕特征频率时,用卷积的方法计算热晕与光束抖动综合作用下的光束远场光斑的光强分布。为了检验数值模拟方法的正确性,针对聚焦Gauss光束,计算了热晕与光束抖动综合作用下,焦平面上的光强分布。计算结果与经验公式的计算结果符合得很好,验证了数值模拟方法的正确性。

阻尼柔性连接在卫星结构中的综合应用研究

卫星结构的热变形是影响卫星光学有效载荷指向精度的主要因素之一,在对国内某在研卫星的有效载荷安装平台热变形过大问题进行分析之后,综合考虑卫星在轨的抖振抑制和发射段减振问题,本文提出了采用高阻尼柔性连接的结构设计来综合解决这三方面的结构问题。阻尼柔性连接结构以金属橡胶制备,充分利用了其非线性刚度和高阻尼比等特性。对卫星设计阶段提出的三种结构方案进行了数值仿真计算,结果表明,金属橡胶阻尼柔性连接结构设计方案能有效的减小有效载荷安装平台的热变形,并抑制卫星在轨抖振和发射段振动,因而具有最佳的综合性能。

强激光大气传输的远场光束亮度仿真研究

为了分析组束激光的战术应用前景,对强激光大气传输的远场光束亮度进行了理论分析和数值模拟。结果表明:10kW量级的强激光有效作用距离不超过10km,需要对发射系统孔径和光束质量进行严格的控制;激光器承载平台的抖动幅度是影响远场光束功率密度的主要因素,在抖动幅度很小或者可以忽略的条件下,湍流和热晕对远场光束起着近乎相同的作用。

通风制动盘结构参数对制动抖动的敏感性

针对某通风制动盘制动抖动情况,采用正交试验设计方法,得到了通风制动盘各结构参数的最优水平组合。采用有限元法模拟制动盘15次循环制动,对比分析优化前后制动盘的热变形差异,得到各结构参数对制动盘热变形影响的敏感性,并利用台架试验验证了仿真分析的有效性。结果表明:通风制动盘各结构参数对制动抖动的影响敏感性由高到低顺序为盘厚、盘帽高度、颈部角度、制动盘外径、制动盘内径、颈部半径;盘厚、盘帽高度、颈部角度越大且制动盘外径及制动盘内径越小,制动抖动越小。

基于振荡器的高性能真随机数发生器

设计了一种应用于信息安全SoC平台的基于振荡器的高性能真随机数发生器,其利用放大的电阻热噪声来增大慢振荡器的抖动,使得前后两次采样相互独立,提高了序列的随机性能。采用T触发器采样消除快振荡器占空比偏差的影响。真随机数发生器采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,输出速率达4Mbps,通过NIST FIPS140-1和SP800-22中的各项测试。芯片面积为0.09mm2,工作电压为2.5V,功耗为4.15mW。

通风盘式制动器热抖动优化分析

盘式制动器制动力矩的热抖动对制动效能会产生不利影响,因此,针对如何减小制动器热抖动的研究具有重要意义。考虑了材料随温度变化的特性及热辐射的影响,并建立通风盘式制动器的热机完全耦合模型;模拟紧急制动工况下制动器的制动过程,并对制动盘温度、热应力及变形进行分析;通过设计3水平5因素单指标的正交试验对制动盘主要结构参数进行灵敏度分析,以确定制动力矩波动最小水平下的结构最优参数组合。仿真结果表明,基于正交试验下的灵敏度分析可以有效改善制动力矩的热抖动现象。

深亚微米工艺下物理噪声源的瞬态噪声分析

物理噪声源在密码设备研制、密钥产生以及通信信息保护等很多领域有着广泛应用。针对物理噪声源为通信系统最重要的性能指标,噪声源的随机性检验通常都是在流片后对样品测试完成的。在物理噪声源设计过程中首次引入瞬态噪声分析方法对随机性进行仿真,即把频域噪声模型转化到时域,在时域瞬态仿真中加入噪声的影响。实现了在设计过程中就可以对噪声源随机性进行仿真分析。在给出了噪声源电路结构之后,使用Cadence Spectre仿真工具和GPDK090 90nm工艺设计包,对模型产生的数据序列进行了随机性分析,结果表明随机性满足FIPS140-2检验标准。

一种低功耗高噪声源真随机数设计

通过对一种低功耗高噪声源真随机数发生器(TRNG)的研究,设计了一种新型的低频时钟电路,可以把电阻热噪声放大100倍以上,从而减少低频时钟电路的带宽和电阻值,使电路的面积和功耗减少,并且使低频时钟的jitter到达58.2 ns。电路采用SMIC 40 nm CMOS工艺设计,完成了流片和测试,真随机数产生器输出速度范围为1.38~3.33 Mbit/s,电路整体功耗为0.11 mW,面积为0.00789 mm2。随机数输出满足AIS31真随机数熵源测试要求,并且通过了国密2安全测试。

超导NbN纳米线电热仿真及时间抖动分析

通过建立电热模型,仿真分析了光子响应后纳米线上的热扩散过程和电信号产生过程,并研究分析了动态电感和外电路电阻对输出电压脉冲的影响。在此基础上,采用蒙托卡罗方法进一步分析了纳米线空间不均匀性所引起的时间抖动,约为6.4785 ps。