直驱型VICTS卫星通信天线的多层电机容错控制算法

针对载体冲击造成直驱型VICTS卫星天线的多层同轴系统功能层运动失控的问题,进行了失控现象故障容错控制算法研究。首先对多层同轴直驱伺服系统进行数学模型及系统组成分析;其次基于失控层的运动状态和冲击故障发生条件,提出一种新型针对冲击故障的容错控制算法,该算法包括3个部分,即失控发生时根据当前失控层状态规划新的运动状态、失控恢复后平稳切换到原规划状态及采用实时速度预测补偿控制系统延时;最后设计相应实验分别验证了所提出的故障容错控制系统针对故障发生在加速段、匀速段和减速段的有效性以及针对上下层多种工况状态下的有效性。研究对提高动中通卫星天线的抗扰动能力有重要参考意义。

3RSR型并联式天线样机研制与控制实验

针对传统方位-俯仰型天线存在“盲锥区”的问题,基于3-RSR并联机构开展并联式天线的结构设计,进行动力学仿真分析以确定电机所需驱动力矩,并研制出天线样机。以PC为上位机、STM32控制器为下位机搭建天线样机的运动控制硬件系统,并为其开发相应控制软件。最后,针对所研制的天线样机开展运动性能与指向测试,以验证结构设计与分析的正确性以及控制系统的有效性。该研究工作有益于少自由度并联机构在天线领域的应用以及并联式天线的产品化。

一种平面天线展开机构及其运动轨迹分析

随着航空航天事业的日益发展,为满足运载火箭发射时一箭多星的目标,研发平面天线卫星展开机构的需求愈发迫切,该文设计一种将天线折叠在卫星主体单面上的平面天线展开机构。首先结合天线展开需求,采用新型齿轮连杆铰链,确保天线面板在展开运动过程中不会与其他构件发生冲突,其次绘制出机构简图对自由度进行计算,确定驱动装置的个数和位置,最后应用Solidworks软件建立平面天线展开机构的实体模型,分析天线面板在运动过程中的运动特性。仿真结果验证该机构可以实现天线面板顺利展开的目标。

一种星载伞天线展开机构研究

天线展开机构使用动力绳在天线展开和收拢过程中易出现动力绳松弛、脱槽现象。以星载高精度伞状天线展开机构为研究对象,分析天线展开机构的工作原理;利用解析法获得展开机构的运动方程,结合天线展开机构运动部件结构参数,得到天线展开过程中展开机构动力绳的松弛规律;建立以展开机构结构参数为设计变量,以动力绳松弛量最小为目标的展开机构结构优化模型,通过模拟退火法进行求解,得到优化的展开机构结构参数;通过优化前后的展开机构展开、收扰功能试验,对机构工作时动力绳的松弛量进行测试,并对优化的展开机构正确性进行验证。结果表明:优化后的展开机构动力绳松弛量较优化前降低了90%,优化效果显著。

基于多面体和靶标的转台运动精度测量方法研究

针对工程实际中环扫天线转台的运动精度测量问题,设计一种基于多面体法和靶标法结合的运动精度直接测量法。采用“电子经纬仪+靶标”与“平面度检测仪+正多面棱体”组合搭建测量系统的方法,实现分别对转台输出主轴和旋转变压器轴的角位移检测;研究该方法的测量原理与实施步骤并对方法的不确定度进行分析。该方法相较于常规间接测量方法可以减少数据转换过程中的误差,增加测试结果的可信性。通过某环扫天线转台展开测试,实验结果表明:该方法能满足转台运动精度测量需求,具有易操作、高精度的特点。

空基网络定向天线对准与跟踪技术综述

为了满足宽频带、大容量、远距离和多成员等未来通信需求,定向天线逐渐广泛地投入应用。由于定向天线只在某些特定方向上收发电磁波,相比于全向天线其隐蔽性和抗干扰性强,增加了辐射功率的有效利用率,因此能扩大通信距离,更好地适应多节点的复杂环境。但同时该特性也使得“定向天线对准”成为了研究热点,尤其是为了缓解通信频段变高后传播损耗带来的影响,定向天线波束收窄,导致对准难度进一步加剧;而空基环境中通信双方高速运动,如何保持实时跟踪也成为关键问题。因此针对空-空应用场景,综述定向天线对准及跟踪过程中指向求解、角度测量和波束跟踪等方法,并讨论分析了各方法的优缺点;总结出以轨迹预测为辅助,基于坐标-信号联合跟踪控制方案的系统架构,说明了定向天线对准及跟踪技术的潜在挑战和未来的发展方向。

海水中电极对拖曳天线运动极化噪声特性分析

基于流动电解液导致电极表面双电层结构变化的特性,解释了海水中电极拖曳天线在流动电解液中的运动极化噪声机理,分析了电极对在流动海水中的噪声变化规律。并使用全固态银/氯化银电极设计进行实测实验,结果表明电极对拖曳天线运动极化噪声受周围流动导电液体影响,且影响主要集中在低频频段,频率越高流速影响越小。并且电极对极差电压与海水流速变化率成正比,噪声信号与加速度传感器输出信号具有强相关性,与理论分析一致。

超低频拖曳全向接收天线运动感应噪声研究

研究了海水中超低频拖曳全向接收天线机械振动在地磁场中产生运动感应噪声的机理,导出了计算电极对拖曳天线和磁场拖曳天线运动感应噪声功率谱的理论公式,分析了天线灵敏度、电缆特性、地磁场等因素对运动感应噪声的影响。用理论公式对拖曳天线运动感应噪声电压进行了实例计算,计算曲线与文献[11]公布的实验曲线基本一致,证实了理论公式的正确性。

阵列天线微动对前视SAR成像影响及补偿研究

基于阵列技术的前视SAR能对载机前方区域高分辨成像,但阵列天线的微动会对成像产生影响。该文提出了基于时频分析提取微动特征参数的方法,研究了阵列天线微动对前视SAR成像影响及补偿问题:基于前视SAR阵列天线特点对阵列天线微动进行建模,并分析了阵列天线形变的补偿方法。然后基于时频分析方法讨论了阵列天线微动的时频特性并对参数进行了估计。最后在天线微动条件下对点目标进行了成像仿真,并结合成像特征对天线微动补偿前后的结果进行了分析比较。结果表明该文所建模型和所提算法是正确和有效的。

卫星光通信终端二维转台运动参量对天线指向影响研究

二维转台与卫星平台间的耦合运动,是影响卫星光通信终端天线指向控制的重要因素。在耦合动力学模型基础上,研究了二维转台不同运动参量对光通信终端天线指向偏差的影响。分析结果表明:在耦合动力学环境下,光束指向偏差随二维转台转动成规律性变化;当方位轴、俯仰轴转角θh、θv分别为(π,0)、(-π,0)时,指向偏差出现最大值;随二维转台转动时间的增加,天线指向偏差略有增加,转动时间由10s增加到1000s时增幅仅为1%。其结果为补偿耦合运动影响,保证天线指向控制精度,提高卫星光通信终端星上应用的稳定性打下基础。

极低频磁场天线运动感应噪声研究

通过对极低频拖曳磁场天线运动感应噪声产生原理的研究,得出了潜艇磁场天线的运动感应噪声功率谱的表达式,探讨了减小运动感应噪声的方法,并与实验测得的噪声电压进行比较证实上述理论。

超低频磁场电缆天线运动感应噪声的分析与优化

超低频磁场电缆天线的振动产生了运动感应噪声,其等效噪声场大小和天线机械性能、灵敏度有关。通过分析并作适当简化可以得到抛物线形灵敏度曲线是降低该噪声的理论最佳方案,但囿于制造工艺,可以采用梯形灵敏度曲线的替代方案。

超低频拖曳磁场天线磁致伸缩噪声分析

研究了海水中超低频拖曳磁场接收天线机械振动在地磁场中产生磁致伸缩噪声的机理,导出了计算磁场拖曳天线磁致伸缩噪声功率谱的理论公式,分析了天线灵敏度、电缆特性、地磁场等因素对磁致伸缩噪声的影响,并总结了降低磁场天线磁致伸缩噪声的四种有效方法。

机载合成孔径雷达两种天线配置的实现

机载合成孔径雷达中,天线稳定平台用于隔离载机的姿态变化和机械振动对天线指向的影响,并通过伺服系统控制平台支承轴的转动稳定波束指向。仿真了两种不同天线伺服配置对点目标成像的影响,分析了两种伺服方法的实现原理。通过比较两种伺服方法的特点及优劣,对不同机载SAR成像条件下对天线稳定平台控制方式的选择提供参考。

环型桁架卫星天线的非线性动力学分析

我国航天工业迫切需要掌握可入轨后展开的大型网架式空间结构技术,而环形桁架可展天线具有应用空间大、结构形式简明的特点,是目前大型卫星天线较为理想的结构形式^([1-3]).本文基于Zhang et al建立的环形天线模型为研究对象并在此基础上建立了天线振动时的非线性常微分运动方程,运用matlab数值模拟方法研究了热激励对系统非线性动力学行为的影响.

限动天线利用轨道预测跟踪与步进跟踪模式比较

分析了轨道预测跟踪(OPT)与传统步进跟踪模式的跟踪方法及原理。在某限动站的实际测试应用表明,OPT模式能够改善测角数据的有效性,对机械结构的磨损也比较小,同时对于超过10°的大倾角卫星也能够满足跟踪精度要求。系统的指向精度提高了一倍,跟踪精度从0.0318°提高到了0.023°。分析结果表明,相对于传统步进跟踪模式,OPT模式具有明显优势。

动中通天线控制系统的数据处理

研制了一种动中通天线控制系统,该系统采用Texas Instruments公司TMS320VC5502芯片作为数据处理器,提高了系统处理数据速度、响应速度和数据精度,降低了成本,实现了稳定的通信;实验结果表明该系统性能稳定,可靠性强,完全满足了动中通天线控制的需要。

运动的金属目标的天线温度对比度的研究

根据微波辐射理论，讨论了运动的金属目标与背景的天线温度对比度的理论计算模型，为微波辐射图象的识别及运动目标的检测提供了一种有效的方法。

三维技术在雷达天线模拟运动中的运用

主要介绍了以3DSMAX为基础的三维动画仿真技术,阐述了其在一些常见机构运动模拟中的应用,并通过对某雷达天线进行的模拟运动实例详细介绍了3DMAX的具体运用。

车载折叠天线系统的PRO/E运动仿真

介绍了PRO/E软件运动仿真建模分析步骤,详细阐述了车载折叠天线系统运动仿真过程,解决了设计初期的运动干涉问题,提高了设计质量,缩短了设计周期。根据应用经验,提出了十点应用技巧。