低轨小椭圆轨道S频段SAR卫星姿态导引方法研究

国内外针对S频段SAR卫星姿态导引研究较少,在考虑轨道偏心率和系统天线指向误差情况下尚无明确的导引策略。基于合成孔径雷达(SAR)成像模型及椭圆轨道动力学理论,引入椭圆轨道的径向速度和法向速度分量,推导得到了椭圆轨道任意位置上多普勒中心频率的新的数学表达及分量分解。提出了面向低轨小偏心率轨道S频段合成孔径雷达(SAR)卫星的偏航导引、二维姿态导引方法以及采取不同轨道模型时的简化实现,分析得到了不同补偿方法的补偿效果以及天线指向精度对补偿效果的影响。根据仿真结果,结合卫星工程实现和地面成像处理难度,提出了以偏航导引为主,二维导引为辅的姿态导引策略,对低轨小椭圆轨道S频段SAR卫星姿态导引设计具有指导意义。

圆波导-矩形波导小孔耦合定向耦合器设计

设计了圆波导-矩形波导通过小孔耦合的定向耦合器装置,应用于高功率微波器件输出功率测量。利用弱耦合波理论分析了单孔耦合,对单孔耦合进行了理论分析和数值计算,并在HFSS中模拟了中心频率34 GHz、耦合度-40 dB的TE01-TE10单孔耦合,将数值计算结果和模拟结果进行了对比,两者最大差值为0.4 dB,相对误差近1%,从而证实理论分析和数值计算的正确性,证实了此种单孔耦合器不具备定向耦合的条件。在单孔耦合的基础上利用相位叠加原理详细分析了多孔定向耦合阵列原理,得出多孔耦合器且满足反向相位相消的条件才具备定向耦合;为设计此种定向耦合器提供了设计理论和参考依据。在实际加工中只要给出标定的耦合度和方向性系数就可以确定耦合孔尺寸。

基于基片集成波导的K波段定向耦合器

针对传统微带定向耦合器传输损耗大,不适合工作在毫米波段,金属波导定向耦合器体积大难以集成加工的问题,提出了基于基片集成波导的K波段定向耦合器。该定向耦合器利用基片集成波导作为微波传输结构,工作于K波段,具有2GHz的工作带宽,通过调整公共窄壁缝隙的宽度可以得到具有不同耦合度的定向耦合器。实验结果表明:该耦合器在较宽的工作频段内具有很高的传输系数,并且与微带平面电路匹配良好可以集成加工到平面电路中去,隔离度和耦合度与理论分析一致。

基于仿生耦合处理的阵列孔径扩展研究

为兼顾传感器阵列的小型化与高性能,提出对小孔径阵列的接收信号进行仿生耦合处理,以扩展阵列的有效孔径。将寄生蝇耦合听觉结构看成一个两输入-两输出系统,基于其振动方程,推导输出响应的具体表达式,构建信号处理模型,优化耦合参数,对阵列信号进行仿生耦合处理。仿真结果表明,仿生耦合处理放大了阵元信号间的相位差,虚拟地扩展了阵列孔径,能够在保证高性能的前提下实现阵列的小型化。

稀布阵综合脉冲孔径雷达发射天线阵的研制

讨论了定向发射、全向接收体制稀布阵综合脉冲孔径雷达系统发射天线阵的设计及工程实现。研制了以八木天线为单元的八元发射天线阵。实现了天线单元的小型化;根据稀布阵理论对天线布阵的要求,从工程实用角度出发,指出了天线单元之间距离的选取准则,为发射天线阵的工程实施提供了可靠的理论依据。

小孔的偶极子模型

分析了小孔的偶极子模型，给出了小孔等效磁荷和位函数的积分方程以及电极化率和磁化率的变分公式．

小孔耦合在圆形槽波导中的应用

本文应用电磁场的互易原理以及小孔辐射的工程处理方法 ,分析了不同尺寸圆形槽波导间的小孔耦合情况 ,得到了小孔等效感抗公式 ;然后 ,讨论了圆形槽波导与圆形槽波导腔之间的小孔耦合情形 ;最后 ,进行了数值计算 ,并与实验结果进行了比较 ,二者吻合 ,从而证明了理论分析方法的正确性。

基于Bethe小孔耦合理论和镜像原理的双腔体电磁泄漏的解析模型

针对复杂金属屏蔽体一般是由多个空间区域组成的特征,推导一种开有孔阵双金属腔体电磁泄露的解析模型。该模型将电偶极子天线作为激励源放置在一个腔体中,依据Bethe小孔耦合理论和镜像原理将相邻腔体中电磁场分布用等效偶极子表示,最后计算出耦合电磁场通过腔体中的孔阵泄露到腔体外部的辐射场。该解析模型利用屏蔽效能作为参考衡量电磁泄露问题,通过将该模型的计算结果与全波仿真软件CST结果对比,证实所建解析模型的有效性。同时利用该模型分析激励源位置、开孔位置及不同开孔形状对屏蔽效能的影响,从而分析屏蔽体外部泄露场的大小。该模型的建立为多腔体构成的复杂金属屏蔽体的电磁泄漏问题提供了一种可靠有效的参考。

一种无中心FDMA卫星通信系统资源控制策略及其半实物仿真

针对特定需求应用环境下存在中心卫星通信系统抗毁性差的问题,提出一种基于FDMA体制的无中心卫星通信自组网方法,充分考虑了卫星通信流程中不可避免会出现的各类异常情形(如信道检测出错、多用户抢占信道资源发生碰撞以及在CSC信道中以ALOHA争用的方式发送通信申请产生丢包等),更加贴近工程应用需求。同时,提出一种具有C/S架构的半实物仿真验证方法,构建了半实物的仿真验证平台,模拟仿真得到呼通率与信道数、用户数、业务平均到达时间、业务平均通话时长四者之间的关系曲线图,对比分析在不同条件下呼通率的变化情况,验证了文中提出的无中心FDMA卫星通信系统资源控制策略的可行性和正确性。

仿生时延放大系统的设计及特性分析

为了有效放大小孔径阵列接收信号间的时间差,提高其定位能力,设计了一个多输入多输出的时延放大系统.首先,对生物耦合结构的二自由度力学模型进行了高维扩展,并对耦合参数与时延放大的关系进行了深入研究;然后,基于高维耦合的力学模型,通过算法的形式实现了一个多输入多输出的时延放大系统,系统参数可根据声源频率进行灵活地调节,从而精确地控制时延放大倍数.实验结果表明:该系统可用于实现小孔径阵列接收信号间的时延放大,改善其定位精度.

同轴线法在小孔径真空元件阻抗测量中的应用

粒子加速器中真空元件的阻抗是引起束流不稳定的重要原因。基于储存环的新一代同步辐射光源的设计发射度更小,相应地要求更小的真空盒孔径,进而带来阻抗的显著增加,这就要求在设计阶段对真空元件的阻抗进行准确的评估和优化。阻抗测量是验证阻抗模型准确性的重要手段,而同轴线法是常用的实验室测量方法。对小孔径真空元件同轴线法纵向阻抗测量进行了研究,针对窄带阻抗元件,使用pillbox腔开展了相关的阻抗测量,研究了不同的内导体尺寸对于测量结果的影响,同时基于尾场模拟、散射参数模拟以及本征模模拟对测量结果进行了验证,模拟和测量结果符合很好,并证明原有的内导体导致谐振峰频移的理论分析应用于小孔径元件时存在偏差。此外针对非窄带阻抗元件,对条带冲击磁铁结构进行了同轴线法阻抗测量,研究了内导体对结果的影响,验证了同轴线法测量的有效性。

基于奥米亚棕蝇听觉系统的小孔径天线阵测向方法

传统干涉仪测向其误差是随天线阵孔径的增大而降低,而增大天线阵孔径又会出现相位模糊。奥米亚棕蝇听觉系统通过特殊的耦合机制对两耳之间的响应进行放大,从而实现对寄主位置的准确判断。分析其听觉系统原理,通过类比电学模型,推导电学模型输出相位差的理论公式,并对比传统干涉仪测向相位差公式,给出相位差放大系数。最后设计了一款耦合电路,搭建小孔径天线阵,实测结果表明该耦合电路可有效实现输出相位差的放大,相较于未加耦合电路的小孔径天线阵,可有效降低测向误差。

生物听觉耦合机制的矢量组合阵方位估计方法

针对有限安装空间条件下小孔径基阵方位估计性能较差的问题,本文借鉴奥米亚棕蝇听觉系统的耦合放大机制,提出了一种基于仿生物听觉耦合系统的小孔径矢量组合阵方位估计方法。该方法利用单矢量传感器接收信号与噪声的声压和各个振速的相关特性设计了矢量声强滤波器,然后对小孔径组合阵声压通道接收数据进行滤波以提高信噪比,最后将仿生学听觉耦合机制拓展至该小孔径阵列,放大相邻阵元的相位差,从而获得具有较好DOA估计性能的CBF和MVDR方法。仿真结果表明:矢量听觉耦合算法在阵孔径小于常规10倍时,均可获得较好的空间谱,有效的提高的小平台阵列算法的性能。

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.