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激光通信中光学天线的隔离度研究

航天返回与遥感 2024年第2期45卷 83-91页

作者：马业辉闫钧华张超刘剑峰南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室南京211106 南京航空航天大学航天学院南京211106 北京空间机电研究所北京100094

伴随激光通信组网和轻量化的需求以及收发一体化模式的普遍应用,实现光学天线发射和接收之间的高效隔离至关重要,为此文章对同轴天线与离轴天线的隔离度进行了研究。首先采用Code V光学设计软件分别设计了1550 nm波段的同轴天线和离轴... 详细信息

伴随激光通信组网和轻量化的需求以及收发一体化模式的普遍应用,实现光学天线发射和接收之间的高效隔离至关重要,为此文章对同轴天线与离轴天线的隔离度进行了研究。首先采用Code V光学设计软件分别设计了1550 nm波段的同轴天线和离轴两反式天线,视场角为±1.5 mrad,接近衍射极限;再根据杂散光散射模型,利用分析软件进行光线追迹,模拟出隔离度;然后分别研究了在同轴天线次镜中心放置遮拦来规避开孔风险,以及在离轴天线中调整离轴量和曲率半径的方法,使同轴和离轴天线的隔离度分别提升至−69 dB和−89 dB。结果表明,上述方法均能够有效提升光学天线的隔离度。

关键词：激光通信光学天线隔离度杂散光

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平台式导引头隔离度模型在线辨识方法

系统工程与电子技术 2024年

作者：肖博文马泽远鲁天宇夏群利北京理工大学宇航学院北京航天自动控制研究所上海机电工程研究所

针对平台导引头隔离度模型在线辨识问题，本文提出了一种改进卷积神经网络的导引头隔离度模型辨识方法，实现对不同干扰力矩以及天线罩误差等干扰参数影响下产生的隔离度模型高效辨识。首先建立平台导引头模型，推导出隔离度传递函数，... 详细信息

针对平台导引头隔离度模型在线辨识问题，本文提出了一种改进卷积神经网络的导引头隔离度模型辨识方法，实现对不同干扰力矩以及天线罩误差等干扰参数影响下产生的隔离度模型高效辨识。首先建立平台导引头模型，推导出隔离度传递函数，并搭建基于隔离度寄生回路的制导回路平台，获取弹体扰动下的视线角速率信息作为训练和测试数据；然后利用卷积神经网络对视线角速率信号进行特征提取和特征降维；最终经分类输出模型诊断结果。仿真结果表明该辨识方法对隔离度模型识别正确率能够达到99.7%，具有较高的模型辨识准确率和快速在线辨识能力。

关键词：平台导引头隔离度卷积神经网络模型辨识

一种高隔离度的缝隙型超宽带MIMO天线设计

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计算机应用与软件 2023年第11期40卷 125-130页

作者：郑炜晴杜成珠焦哲晶杨福慧上海电力大学电子与信息工程学院上海200082 中电科微波通信(上海)有限公司上海201802

针对超宽带传输在无线通信系统中的要求,设计一种以FR4为介质基板的高隔离度超宽带MIMO(Multiple Input Multiple Output)天线。天线类型为共面波导馈电的缝隙型,由两个正交放置的辐射单元组成,辐射贴片为拱形贴片,为了减小两个辐射单... 详细信息

针对超宽带传输在无线通信系统中的要求,设计一种以FR4为介质基板的高隔离度超宽带MIMO(Multiple Input Multiple Output)天线。天线类型为共面波导馈电的缝隙型,由两个正交放置的辐射单元组成,辐射贴片为拱形贴片,为了减小两个辐射单元之间的相互耦合,在接地板的对角线上增加了三条互相平行的矩形枝节。实测结果表明:该天线的工作范围为3.05~10.8 GHz,满足超宽带天线要求,并且端口隔离度S21均低于-27 dB,峰值增益为4.5 dB,包络相关系数(Envelope Correlation Coefficient,ECC)均小于0.03,因此在超宽带领域具有良好的应用前景。

关键词： MIMO 超宽带缝隙天线隔离度

平台导引头隔离度对制导系统Lyapunov稳定性的影响

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系统工程与电子技术 2018年第8期40卷 1817-1823页

作者：陈开伟杜肖李佳夏群利北京理工大学宇航学院北京100081 中国运载火箭技术研究院北京100076 北京电子工程总体研究所北京100854

为了研究平台导引头隔离度对制导系统稳定性的影响,建立了不同制导信号提取点和不同干扰力矩引起的隔离度传递函数模型及制导系统模型,采用分析时变系统Lyapunov稳定性的无源性方法分析了制导系统的一致渐进稳定条件,基于制导系统稳定... 详细信息

为了研究平台导引头隔离度对制导系统稳定性的影响,建立了不同制导信号提取点和不同干扰力矩引起的隔离度传递函数模型及制导系统模型,采用分析时变系统Lyapunov稳定性的无源性方法分析了制导系统的一致渐进稳定条件,基于制导系统稳定条件提出了隔离度幅值指标计算方法。研究表明,从角速率陀螺处提取制导信号时制导系统满足一致渐进稳定性对末导时间及隔离度幅值指标的约束比从稳定回路指令处提取时严格,弹簧力矩引起的隔离度幅值指标较阻尼力矩严苛,导引头测试时应密切关注从角速率陀螺处提取制导信号及弹簧力矩引起的隔离度幅值。

关键词：平台导引头隔离度无源性稳定性幅值指标

基于多模型的捷联红外导引头隔离度在线补偿方法

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系统工程与电子技术 2017年第1期39卷 147-155页

作者：宗睿林德福王伟盛晓彦兰玲北京理工大学宇航学院北京100081 北京电子工程总体研究所复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京100854 贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 北京航天新风机械设备有限责任公司北京100854

以捷联红外导引头的工程应用为研究背景,针对刻度尺误差带来的隔离度问题,提出一种基于多模型(multiple model,MM)的隔离度在线补偿方法。建立了捷联红外导引头隔离度模型,分析了隔离度对导弹制导系统稳定性和制导精度的影响;对刻度尺... 详细信息

以捷联红外导引头的工程应用为研究背景,针对刻度尺误差带来的隔离度问题,提出一种基于多模型(multiple model,MM)的隔离度在线补偿方法。建立了捷联红外导引头隔离度模型,分析了隔离度对导弹制导系统稳定性和制导精度的影响;对刻度尺误差进行离散建模,采用基于MM的滤波算法,实时更新每个模型与真实值匹配的条件概率,得到刻度尺误差的估计值,最后将当前时刻的刻度尺误差估计值代入到制导回路进行在线补偿。研究结果表明,捷联导引头隔离度的存在会削弱制导系统稳定性、降低制导精度,特别在寄生回路正反馈时影响更为严重;所提出的基于MM的隔离度在线补偿方法可较好地实时估计出作用于系统的刻度尺误差,并有效实现了对刻度尺误差引起的隔离度的在线抑制,具有较好的鲁棒性和自适应性,达到了改善制导性能,提高制导精度的目的。

关键词：捷联红外导引头刻度尺误差隔离度多模型在线补偿

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捷联制导系统信号延时隔离度抑制方法

系统工程与电子技术 2016年第11期38卷 2598-2603页

作者：张道驰夏群利温求遒北京理工大学宇航学院北京100081

针对捷联导引头视线角速度(line of sight rate,LOSR)计算时制导信号延时带来较大的隔离度(disturbance rejection rate,DRR)问题,首先分析了捷联制导系统信号延时产生隔离度的原因,推导了制导信号延时隔离度传递函数。进一步通过对视... 详细信息

针对捷联导引头视线角速度(line of sight rate,LOSR)计算时制导信号延时带来较大的隔离度(disturbance rejection rate,DRR)问题,首先分析了捷联制导系统信号延时产生隔离度的原因,推导了制导信号延时隔离度传递函数。进一步通过对视线角速度计算中信号时序关系分析,得到了导引头与惯导(inertial navigation system,INS)数据更新频率不成整数倍的关系和信号处理传输时间等是导致制导信号延时的主要原因。在此基础上,提出通过在导引头和惯导数据帧中增加时间标记的方式,使主控机可以提取同一时刻制导信号数据进行视线角速度计算,从而大幅减小制导延时产生的隔离度。数学仿真和半实物仿真表明,该方法在很大程度上减小了制导信号延时带来的导引头隔离度。

关键词：制导信号延时全捷联导引头隔离度抑制方法视线角速度提取

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单波长激光通信终端的隔离度

中国光学(中英文) 2023年第5期16卷 1137-1148页

作者：高伟饶董科研江伦长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 长春理工大学空间光电技术研究所吉林长春130022

单波长激光通信终端之间数据通信时,信号传输与接收间良好的隔离性能是建立双工双向激光通信的关键。本文针对单个激光波长激光通信端机的传输与接收方案,以及激光通信终端整体的通信性能,分析了关键元器件的表面粗糙度和表面清洁度水... 详细信息

单波长激光通信终端之间数据通信时,信号传输与接收间良好的隔离性能是建立双工双向激光通信的关键。本文针对单个激光波长激光通信端机的传输与接收方案,以及激光通信终端整体的通信性能,分析了关键元器件的表面粗糙度和表面清洁度水平对激光通信终端隔离性能的影响。通过Harvey模型、ABg模型推导模型参数。利用TracePro软件对所设计的方案进行分析。得出以下结论:当信号传输通道中λ/2波片、λ/4波片和光学天线结构的表面粗糙度变好或者表面清洁度提升时,元件带来的后向散射会降低信号传输通道内的隔离性能。同时,激光通信终端隔离度的测量结果为77.86 dB,与软件仿真结果78.35 dB基本一致,这一结果可以应用于激光通信系统。

关键词：激光通信杂散光分析隔离度表面粗糙度表面清洁度

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空空导弹平台相控阵导引头隔离度特性

系统工程与电子技术 2017年第4期39卷 846-853页

作者：杜肖鲁天宇夏群利北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学机电学院北京100081

为了满足空空导弹在跟踪高速大机动目标时对导引隔离度特性提出的严苛的要求,采取平台式相控阵导引头结构。提出的平台式相控阵导引头采用外框拉杆驱动、内框电机驱动的模型,并在此基础上建立了平台相控阵导引头的跟踪模型、隔离度传递... 详细信息

为了满足空空导弹在跟踪高速大机动目标时对导引隔离度特性提出的严苛的要求,采取平台式相控阵导引头结构。提出的平台式相控阵导引头采用外框拉杆驱动、内框电机驱动的模型,并在此基础上建立了平台相控阵导引头的跟踪模型、隔离度传递函数模型,通过平台角速度前馈实现角速度解耦。研究了采用不同的前馈角速度提取点时对隔离度特性的不同影响。基于不同的隔离度模型研究了隔离度寄生回路稳定域分析和隔离度度寄生回路对制导系统的影响研究。通过上述研究,获得了平台相控阵导引头结构的数学模型,为后续工作奠定理论基础,验证了平台相控阵导引头结构方案具有与相控阵导引头相同的快速性,并且其隔离度水平为相控阵隔离度与平台隔离度的乘积,能够有效提高空空导弹制导精度。

关键词：平台稳定相控阵导引头隔离度寄生回路制导信号提取

一种高隔离度的三阻带超宽带MIMO天线设计

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电子元件与材料 2021年第1期40卷 93-98页

作者：靳高雅杜成珠焦哲晶杨福慧上海电力大学电子与信息工程学院上海200082 中电科微波通信(上海)有限公司上海201802

针对超宽带传输在无线通信系统中的要求,设计了一种以FR4为介质基板的高隔离度三阻带超宽带MIMO(Multiple Input Multiple Output)天线。该天线由两个水平放置的天线单元组成。通过在U型辐射贴片上腐蚀两个C型槽和在馈线两侧增加两个对... 详细信息

针对超宽带传输在无线通信系统中的要求,设计了一种以FR4为介质基板的高隔离度三阻带超宽带MIMO(Multiple Input Multiple Output)天线。该天线由两个水平放置的天线单元组成。通过在U型辐射贴片上腐蚀两个C型槽和在馈线两侧增加两个对称的C型枝节阻断了WiMAX、WLAN和7.5 GHz-X波段的干扰。在接地板上引入一个T型隔离枝节实现了高隔离的特性。实测结果表明:该天线的工作范围为1.89~12.95 GHz,分别在2.12~4.09 GHz,5.18~5.92 GHz,7~8.35 GHz处形成了三个S(11)高于-10 dB的阻带,并且端口隔离度S(21)均低于-20 dB,峰值增益为6.94 dB,包络相关系数ECC均小于0.05,因此在阻断窄带通信的超宽带领域具有良好的应用前景。

关键词：超宽带天线三阻带隔离度 C型槽 T型隔离枝节