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Diagnosing ratio of electron density to collision frequency of plasma surrounding scaled model in a shock tube using low-frequency alternating magnetic field phase shift

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Chinese Physics B 2024年第5期33卷 519-530页

作者：吴明兴谢楷刘艳徐晗张宝田得阳 School of Aerospace Science and Technology Xidian UniversityXi'an 710071China Hypervelocity Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development CenterMianyang 621000China

A non-contact low-frequency(LF)method of diagnosing the plasma surrounding a scaled model in a shock tube is proposed.This method utilizes the phase shift occurring after the transmission of an LF alternating magnetic field through the plasma to directly measure the ratio of the plasma loop average electron density to collision frequency.An equivalent circuit model is used to analyze the relationship of the phase shift of the magnetic field component of LF electromagnetic waves with the plasma electron density and collision frequency.The applicable range of the LF method on a given plasma scale is analyzed.The upper diagnostic limit for the ratio of the electron density(unit:m^(-3))to collision frequency(unit:Hz)exceeds 1×10^(11),enabling an electron density to exceed 1×10^(20)m^(-3)and a collision frequency to be less than 1 GHz.In this work,the feasibility of using the LF phase shift to implement the plasma diagnosis is also assessed.Diagnosis experiments on shock tube equipment are conducted by using both the electrostatic probe method and LF method.By comparing the diagnostic results of the two methods,the inversion results are relatively consistent with each other,thereby preliminarily verifying the feasibility of the LF method.The ratio of the electron density to the collision frequency has a relatively uniform distribution during the plasma stabilization.The LF diagnostic path is a loop around the model,which is suitable for diagnosing the plasma that surrounds the model.Finally,the causes of diagnostic discrepancy between the two methods are analyzed.The proposed method provides a new avenue for diagnosing high-density enveloping plasma.

关键词： low-frequency alternating magnetic field phase shift shock-tube plasma diagnosis electron density collision frequency

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双冗余机制下的传输线特征阻抗分析

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系统工程与电子技术 2021年第8期43卷 2303-2310页

作者：朱繁谢楷西安电子科技大学空间科学与技术学院陕西西安710126

航天系统中双点双线等冗余机制,可能造成传输线并联阻抗变化及信号恶化。针对该问题,基于多导体传输线理论,建立了冗余机制下的并联阻抗计算模型,并对3种常用的共屏蔽结构下5种冗余连接方式的阻抗进行了理论分析和仿真分析。理论分析表... 详细信息

航天系统中双点双线等冗余机制,可能造成传输线并联阻抗变化及信号恶化。针对该问题,基于多导体传输线理论,建立了冗余机制下的并联阻抗计算模型,并对3种常用的共屏蔽结构下5种冗余连接方式的阻抗进行了理论分析和仿真分析。理论分析表明,冗余电缆组件的阻抗受电缆参数分布矩阵和冗余特征矩阵共同影响。仿真结果表明,四扭结构具有较好的阻抗连续性。与独立的屏蔽结构相比,电缆的四扭结构可以在保持阻抗连续性的同时减轻电缆组件的重量,为运载火箭冗余电缆网的设计提供经验和参考。

关键词：传输线阻抗匹配冗余传输电缆网

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等离子体鞘套宽带微波反射诊断方法

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物理学报 2022年第23期71卷 317-328页

作者：杨敏王佳明齐凯旋李小平谢楷张琼杰刘浩岩董鹏西安电子科技大学空间科学与技术学院极端环境下信息与装备效能教育部重点实验室西安710071

飞行器再入过程中会产生一层包裹在其表面的等离子体鞘套,导致通信质量恶化,甚至中断,形成“黑障”现象.多年来“黑障”问题一直困扰着航空航天行业,其中一个非常重要的原因是,对等离子体鞘套测量上的局限导致对通信传输环境认知不足.所... 详细信息

飞行器再入过程中会产生一层包裹在其表面的等离子体鞘套,导致通信质量恶化,甚至中断,形成“黑障”现象.多年来“黑障”问题一直困扰着航空航天行业,其中一个非常重要的原因是,对等离子体鞘套测量上的局限导致对通信传输环境认知不足.所以,实现鞘套参数的在线原位测量是高超声速飞行器“黑障”问题研究中的关键.本文设计了一种用于再入等离子体鞘套诊断的宽带微波反射方法,通过理论推导得到宽带微波反射数据与等离子体参数之间的关系,进行有效诊断频点选择.再利用所选有效频点的反射数据反推得到等离子体参数,实现电子密度和碰撞频率的同时诊断测量.建立仿真模型并搭建实验平台,对该方法进行了仿真分析和地面实验验证,验证了该方法的有效性.该方法能够对再入飞行器或高超声速飞行器的等离子体鞘套实时诊断提供技术支撑.

关键词：等离子鞘套谐振点参数诊断微波反射法

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焦炉煤气双级螺杆压缩机的研究与应用

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化工设备与管道 2023年第3期60卷 70-75页

作者：赵普生连小松谢楷赛鼎工程有限公司山西太原030032 中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201100

针对焦炉煤气综合利用项目的高排压需求,分别从双级螺杆压缩的工艺和机械开展研究。重点分析级间压力选用及稳定原理,提出压缩过程物料能量计算手段;优化传统双级压缩流程,提高运行经济性及机组可操作性。调整二级压缩机转子结构,并设... 详细信息

针对焦炉煤气综合利用项目的高排压需求,分别从双级螺杆压缩的工艺和机械开展研究。重点分析级间压力选用及稳定原理,提出压缩过程物料能量计算手段;优化传统双级压缩流程,提高运行经济性及机组可操作性。调整二级压缩机转子结构,并设置平衡盘,克服受力加大带来的不利因素;分析不同主机布置方式的优劣,满足项目实际需求。最终实现在焦炉煤气提氢等工艺中的应用。

关键词：焦炉煤气双级螺杆压缩机级间压力

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能量分布均匀性对恒功率下多极射频诱导胶原蛋白分泌的影响

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电工技术学报 2023年第S1期38卷 247-256页

作者：徐晗张浩刘定新谢楷邵明绪西安电子科技大学空间科学与技术学院西安710071 西安交通大学等离子体生物医学研究中心西安710049 西安拾玖岁信息科技有限公司西安710076

针对多极射频的电极极性排布模式开展研究,建立仿真模型分析皮肤组织中射频能量分布和热量分布随不同处理模式的变化规律,并通过细胞实验和动物实验定量分析了能量分布均匀性对恒功率下多极射频诱导胶原蛋白分泌的影响。结果表明,正、... 详细信息

针对多极射频的电极极性排布模式开展研究,建立仿真模型分析皮肤组织中射频能量分布和热量分布随不同处理模式的变化规律,并通过细胞实验和动物实验定量分析了能量分布均匀性对恒功率下多极射频诱导胶原蛋白分泌的影响。结果表明,正、负电极交错排列模式下,多极射频作用于皮肤组织的电流密度均值、能量分布均匀性和热量分布均匀性相对最优。多极射频处理可有效促进体外培养的皮肤成纤维HFF-1细胞增殖并提升细胞活力,同时该应用效果与射频能量分布均匀性正相关。不同电极极性排布模式下多极射频诱导胶原蛋白分泌的效果有显著差异,能量分布均匀性越高,成纤维细胞分泌胶原蛋白量及大鼠皮肤胶原蛋白层厚度增加越明显。以上结果为多极射频技术的临床研究提供了理论和实验支撑。

关键词：多极射频能量分布热量分布胶原蛋白恒功率

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GPS导航系统再入黑障现象地面再现实验

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西安电子科技大学学报 2016年第2期43卷 77-82页

作者：高平李小平谢楷西安电子科技大学空间科学与技术学院陕西西安710071

针对飞行器以超高声速再入大气层时,表面产生等离子体,等离子体会降低电磁波信号的传播,严重时会造成导航中断的问题,理论计算了等离子体对全球定位系统导航信号的衰减,并分析了全球定位系统接收信号的功率阈量;利用低气压辉光放电原理... 详细信息

针对飞行器以超高声速再入大气层时,表面产生等离子体,等离子体会降低电磁波信号的传播,严重时会造成导航中断的问题,理论计算了等离子体对全球定位系统导航信号的衰减,并分析了全球定位系统接收信号的功率阈量;利用低气压辉光放电原理在地面产生大面积、长时间稳定的可控等离子体,在实验室环境下持续再现了等离子体下全球定位系统导航信号正常接收、黑障产生、持续、消失的过程,实验测量了等离子体的衰减和接收机的功率阈量.实验结果表明,等离子体下全球定位系统接收信号的衰减临界值与接收机本身的功率阈量相差不到0.5dB,数值几乎一致;实验模拟了飞行器再入过程中等离子体下全球定位导航系统通信黑障前后的工作过程,再现了等离子体下全球定位系统导航正常、失败、重新定位的过程.这为导航系统的通信黑障研究和再入通信的接收机设计提供了参考.

关键词：再入等离子体导航系统黑障功率阈量

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基于嵌入式系统的通用电子测量仪器硬件平台的研究

基于嵌入式系统的通用电子测量仪器硬件平台的研究

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作者：谢楷西安电子科技大学

学位级别：硕士

嵌入式系统是一种具有特定功能的计算机系统，它与通信技术和网络技术的结合，极大的增强了设备的网络和通信的灵活性和智能性。随着信息技术的不断发展和用户需求的不断增长，嵌入式系统逐渐走进国民生产的方方面面，其应用也日益广泛... 详细信息

嵌入式系统是一种具有特定功能的计算机系统，它与通信技术和网络技术的结合，极大的增强了设备的网络和通信的灵活性和智能性。随着信息技术的不断发展和用户需求的不断增长，嵌入式系统逐渐走进国民生产的方方面面，其应用也日益广泛。在此基础上，将嵌入式系统融入到测控仪器设备的开发无疑将增强测控仪器的通信、交互、数据处理等能力，并扩展其使用范围。本文旨在提出一种基于32位嵌入式系统的通用的仪器仪表平台构架。该平台以S3C2410为核心，带有丰富的系统资源，包括2410核心系统、具有高分辨率触摸屏的人机交互设备、大容量Flash存储卡和硬盘接口、USB主从接口、100M以太网口、VGA接口、音频接口等，可以满足各种仪器仪表的交互式操作、存储、通讯的要求。本文详细介绍了各个功能模块的硬件实现方法。本文讨论并制定了仪器模块的接口方案，在主系统上可插接各种测量模块而构成不同功能的仪器。并实现以下高端仪表中所必需的的功能模块：校准用高精度基准源的产生模块、6位半数字电压表模块、阻抗特性分析仪模块、数字存储示波器模块、微电容测量模块等、VXI接口模块、GPIB接口模块等。并将部分模块产品化。

关键词： S3C2410 嵌入式系统模块仪器

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等离子体对GPS信号载噪比的影响

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航空学报 2015年第2期36卷 633-639页

作者：高平李小平谢楷刘彦明石磊西安电子科技大学空间科学与技术学院西安710126

飞行器再入过程产生等离子体,等离子体中电子密度的变化对电磁波信号造成幅度衰减和相位偏移,严重时导致通信中断。理论分析了等离子体对GPS信号载噪比的影响;利用实验室环境下的等离子体模拟装置,设计了GPS二键相控(BPSK)调制信号透过... 详细信息

飞行器再入过程产生等离子体,等离子体中电子密度的变化对电磁波信号造成幅度衰减和相位偏移,严重时导致通信中断。理论分析了等离子体对GPS信号载噪比的影响;利用实验室环境下的等离子体模拟装置,设计了GPS二键相控(BPSK)调制信号透过等离子体的地面模拟方案,进行了等离子体对GPS接收机性能影响的实验研究,获得了不同电子密度下的衰减和导航信号载噪比的数据。实验结果与理论分析一致,不仅证明了等离子体下衰减与导航信号载噪比的变化是一致的结论,而且验证了实验方法的有效性。

关键词：等离子体电子密度衰减 GPS接收机载噪比

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基于近场辐射的非接触式数字信号测试方法

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系统工程与电子技术 2010年第8期32卷 1604-1607页

作者：谢楷王鹰李小平刘彦明西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710071 第二炮兵装备研究院北京100085

为解决自动测试系统的探针寿命及测试可靠性问题,提出一种针对数字电路的非接触式测试方法。利用平板天线及电荷放大器对节点近场辐射进行探测,通过边沿判别的方法恢复原始数字信号。讨论了天线模型、节点间串扰、判决门限选取等问题。... 详细信息

为解决自动测试系统的探针寿命及测试可靠性问题,提出一种针对数字电路的非接触式测试方法。利用平板天线及电荷放大器对节点近场辐射进行探测,通过边沿判别的方法恢复原始数字信号。讨论了天线模型、节点间串扰、判决门限选取等问题。给出了硬件实现方案,通过实验验证了该方法的有效性并测试其性能。

关键词：自动测试非接触近场辐射数字信号

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信号在时变等离子体中的传播特性

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物理学报 2014年第8期63卷 261-270页

作者：杨敏李小平刘彦明石磊谢楷西安电子科技大学空间科学与技术学院西安710071

高速飞行器等离子鞘套由于飞行姿态调整、湍流、非均匀烧蚀等因素的影响,使其等离子体参数存在时变特性,针对这种传输介质的快速时变特性引起的电波幅度、相位上的寄生调制效应,本文利用大面积辉光放电等离子体产生装置,搭建了等离子体... 详细信息

高速飞行器等离子鞘套由于飞行姿态调整、湍流、非均匀烧蚀等因素的影响,使其等离子体参数存在时变特性,针对这种传输介质的快速时变特性引起的电波幅度、相位上的寄生调制效应,本文利用大面积辉光放电等离子体产生装置,搭建了等离子体中信号传输实验系统,进行了S频段的单频信号与调制信号传输实验,观测验证了调制效应的存在,且其调制频率与等离子体变化频率具有一致性,进一步分析了等离子参数与寄生调制效应的关系,理论和实验结果表明:即使当载波频率大于等离子频率时,时变等离子引起的寄生调制效应也会使传输信号的星座图发生旋转,造成其判决容差裕度变小,通信可靠性下降,并且载波频率越接近等离子频率时,其寄生调制效应越强烈。

关键词：时变等离子电磁信号传输寄生调制效应等离子产生

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