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航天微波通信中的无源互调问题及其关键技术

中国空间科学技术(中英文) 2025年第1期45.0卷 124-134页

作者：陈翔王小丽孙冬全双龙龙胡天存崔万照 LEI Wang 空间微波通信全国重点实验室西安空间无线电技术研究所西安电子科技大学物理学院 School of Engineering Lancaster University

无源互调(Passive Intermodulation, PIM)是大功率多通道微波通信系统中一种常见的干扰现象。PIM干扰对具备收发天线共用体制、高发射功率、高接收灵敏度等特点的航天微波通信有着严重威胁。PIM在航天通信系统中普遍且长期存在，有效解... 详细信息

无源互调(Passive Intermodulation, PIM)是大功率多通道微波通信系统中一种常见的干扰现象。PIM干扰对具备收发天线共用体制、高发射功率、高接收灵敏度等特点的航天微波通信有着严重威胁。PIM在航天通信系统中普遍且长期存在，有效解决PIM问题是相关通信载荷顺利研制和在轨安全运行的先决条件。中国下一代空间通信应用中，极高发/收比PIM问题更为复杂多样，PIM干扰控制成为航天工程研制和发展中举足轻重的关键技术。该文从机理、分析预测、检测定位及抑制技术等方面，全面总结了PIM问题的特点及研究现状，探讨了解决PIM问题的关键技术，结合航天应用背景，深入分析了PIM研究重点及关键技术发展趋势，为航天工程中的PIM相关研究和技术应用提供一定的参考。

关键词：微波通信无源互调(PIM) 非线性干扰微波部件低PIM技术

基于GAM-YOLOv8的遥感图像舰船目标跟踪

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吉林大学学报(地球科学版) 2025年第1期55卷 328-339页

作者：杨笑天谭金林鱼昕赵俊哲刘铭陕西航天技术应用研究院有限公司西安710100 西安空间无线电技术研究所西安710100 长春工业大学数学与统计学院长春130012

针对卫星遥感图像舰船目标追踪和轨迹绘制,提出了一种全局注意力(global attention mechanism,GAM)模块改进YOLO(you only look once)v8算法(GAM-YOLOv8)与DeepSORT算法相结合的方法。在YOLOv8网络结构中加入GAM模块,以提升模型提取卫... 详细信息

针对卫星遥感图像舰船目标追踪和轨迹绘制,提出了一种全局注意力(global attention mechanism,GAM)模块改进YOLO(you only look once)v8算法(GAM-YOLOv8)与DeepSORT算法相结合的方法。在YOLOv8网络结构中加入GAM模块,以提升模型提取卫星遥感图像特征的能力,提高舰船目标追踪的精度和稳定性;实施基于RGB(red,green,blue)-HSV(hue,saturation,value)融合颜色空间转换卷积模块的数据增强技术扩充数据集,帮助模型捕捉更多维度的特征信息,进一步提升识别准确度;利用DeepSORT算法通过结合目标的特征外观和运动信息,增强追踪过程中的稳定性与精度,有效减少身份切换和目标丢失。实验结果表明,本文提出的GAM-YOLOv8与DeepSORT相结合的方法,相较于原始YOLOv8模型,在遥感图像舰船目标检测与跟踪任务中均表现出了显著的性能提升,在准确度、召回率和平均准确率精度上分别提高了7.6%、7.9%和6.0%,在帧率、多目标跟踪准确度和多目标跟踪精确度上分别提升了17.7%、6.9%、1.9%,身份切换次数降低了10.0%。

关键词：卫星遥感深度学习目标跟踪 YOLOv8

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基于雷达与AIS数据的快速融合方法

北京测绘 2025年第1期39卷 20-25页

作者：杨笑天阴晓刚李伟王梁谭金林吴意曹小敏陕西航天技术应用研究院有限公司陕西西安710100 西安空间无线电技术研究所陕西西安710100

雷达数据与船舶自动识别系统(AIS)的数据信息有不同的优势,进行数据融合可实现两类数据信息的互补。使用常规方法,在查找匹配数据时每次需对大量AIS数据进行解析,较依赖于计算机硬件资源,严重影响运行效率。针对大量AIS数据匹配难,循环... 详细信息

雷达数据与船舶自动识别系统(AIS)的数据信息有不同的优势,进行数据融合可实现两类数据信息的互补。使用常规方法,在查找匹配数据时每次需对大量AIS数据进行解析,较依赖于计算机硬件资源,严重影响运行效率。针对大量AIS数据匹配难,循环遍历搜索慢的问题,文本利用轻量型数据库存储数据方便、查询便捷的优势,通过将一次解析的大量AIS数据存入数据库,避免了AIS数据的重复解析,减少了对计算机硬件资源的依赖。实验表明,针对3万条雷达数据与10万条AIS数据,本文方法可将大规模主动雷达数据与AIS采集的数据匹配融合耗时由原先的1 225 s减少为335 s,实现雷达数据与AIS数据的高效查找匹配,提升数据融合效率。

关键词：数据库雷达船舶自动识别系统(AIS)数据数据融合

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TM_(011) MPT等离子体和电场特征分析与调谐实验

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物理学报 2025年第1期74卷 218-227页

作者：杨涓孙江宏王雨轩罗凌峰张岩康小录贾晴晴西北工业大学航天学院西安710072 上海空间推进研究所上海200233

微波等离子体推力器(microwave plasma thruster,MPT)属于电热型推力器,其圆柱腔内等离子体过程、微波场分布与TM011模谐振状态是影响性能的重要因素.针对前人研究的可连续调节谐振状态的千瓦级MPT,需要开展结构固定的MPT研究,使其调谐... 详细信息

微波等离子体推力器(microwave plasma thruster,MPT)属于电热型推力器,其圆柱腔内等离子体过程、微波场分布与TM011模谐振状态是影响性能的重要因素.针对前人研究的可连续调节谐振状态的千瓦级MPT,需要开展结构固定的MPT研究,使其调谐过程简单、谐振状态良好,为深入研究奠定基础.本文对结构固定的千瓦级MPT圆柱腔内等离子体过程进行分析,探寻最佳放电条件.计算腔体内TM011模谐振状态下的微波电场和功率密度分布,分析其影响因素.对圆柱腔进行精细调谐实验,研究圆柱腔尺度和微波耦合探针尺度对谐振状态的影响.理论分析和数值计算结果发现489 Pa压强条件下氦气放电消耗功率最低,长径比大于1的圆柱腔内电场分布规律有利于气体放电.调谐实验结果发现长度和半径适中的球形探针使最短圆柱腔TM011谐振状态最佳、谐振频率最接近工作频率2.45 GHz.实验证明该腔体及匹配的探针使微波功率利用率高、氦气易放电,其结构方案具有正确性和可靠性.

关键词：微波等离子体推力器气体放电与等离子体产生微波技术

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低温表面莱顿弗罗斯特效应与管壁降温规律

航空动力学报 2025年第2期40卷 352-360页

作者：王磊程诚田桂李卓伦厉彦忠西安交通大学能源与动力工程学院制冷与低温工程研究所上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心

以莱顿弗罗斯特效应为判定标准，对比分析了金属结构采用不同表面改性技术对加速预冷的作用机理与降温效果。搭建了低温预冷试验平台，测试了微肋管的预冷规律。研究表明，微肋结构可在反环状流气膜内诱发径向分速度，通过激发界面波动... 详细信息

以莱顿弗罗斯特效应为判定标准，对比分析了金属结构采用不同表面改性技术对加速预冷的作用机理与降温效果。搭建了低温预冷试验平台，测试了微肋管的预冷规律。研究表明，微肋结构可在反环状流气膜内诱发径向分速度，通过激发界面波动或液体撕裂促进液体与金属壁接触，能够有效抑制莱顿弗罗斯特效应的发生，实现预冷加速。微肋管可达到预冷耗时减少、液体消耗量节约的双目标。当采用微肋管时，因莱顿弗罗斯特效应被抑制，预冷中管壁温度近似线性降低。相较于光管预冷，微肋管预冷耗时减少50%～63%，液体消耗量节约59%～69%。在所研究工况内，微肋管预冷效率为7%～40%，光管预冷效率为10%～22%。研究可为高效利用低温推进剂提供可靠的理论支撑。

关键词：低温推进剂管路预冷沸腾换热表面改性莱顿弗罗斯特效应

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一种空间用高可靠毫米波固态功率放大器设计

微波学报 2025年

作者：陈炽胡宽李霄枭樊子轩张仕奇夏维娟王程殷康中国空间技术研究院西安分院

本文介绍了一种空间用高可靠的毫米波功率放大器设计方法。放大器基于氮化镓芯片，采用标准的模块化设计，产品由增益模块，功率模块，控制板组成。其中增益模块和功率模块为波导结构。为了适应部件在空间应用只能传导散热的特点，利用... 详细信息

本文介绍了一种空间用高可靠的毫米波功率放大器设计方法。放大器基于氮化镓芯片，采用标准的模块化设计，产品由增益模块，功率模块，控制板组成。其中增益模块和功率模块为波导结构。为了适应部件在空间应用只能传导散热的特点，利用了高分子压接的铜铝合金作为芯片的散热通道，达到散热的同时减轻重量。基于此种设计方法，完成了Q频段单路和V频段两路合成固态功放的设计。Q频段放大器最大输出功率为39.4dBm，效率15.6%。V频段最大输出36.3dBm，功率附加效率9.5%。产品分别组成收发一体机完成空间实验。Q频段已在轨应用。V频段卫星即将发射。这是目前第一次报道的以一体机形式在轨应用的Q和V频段功率放大器。

关键词： Q和V频段氮化镓MMIC 毫米波固态功率放大器空间应用

基于机器人力/位控制的空间可展开机构地面重力卸载

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机器人 2025年

作者：胡瑞钦刘广通田蔚瀚刘辉赵颖牛迟北京卫星环境工程研究所北京市航天产品智能装配技术与装备工程技术研究中心中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部中国空间技术研究院西安分院

针对空间可展开机构地面测试中的重力卸载需求，提出一种基于机器人力/位控制的重力卸载方法，由机器人施加托举力来平衡可展开部件的重力作用，并对机器人进行力/位控制使托举点跟随展开运动轨迹，实现展开全过程的重力卸载。针对特定... 详细信息

针对空间可展开机构地面测试中的重力卸载需求，提出一种基于机器人力/位控制的重力卸载方法，由机器人施加托举力来平衡可展开部件的重力作用，并对机器人进行力/位控制使托举点跟随展开运动轨迹，实现展开全过程的重力卸载。针对特定天线的展开测试工况，分别给出了机器人位置控制与力控制中调节量的计算方法。针对托举点与可展开部件重心位置不重合的情况，给出了托举力的计算方法，并针对未能精确获知可展开部件质量特性的情况，给出了可展开部件质量特性参数的在线辨识方法。针对机器人跟随卸载运动开始与停止时机的判断问题，给出了基于切向力判断的启动与停止识别方法。实验中采用额定输出扭矩为2.39 N·m的伺服电机，驱动重力矩达到153 N·m的模拟部件，采用6自由度工业机器人进行跟随重力卸载，在展开角度达到10?后托举力最大预测误差在1.3 N以内，并实现了展开全过程的跟随卸载，使得展开全过程中关节力矩始终保持在电机额定扭矩范围内。

关键词：空间机构重力卸载零重力模拟力/位控制机器人

永磁喷管对毛细管型脉冲等离子体推力器羽流的影响特性研究

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推进技术 2025年第3期46卷 279-289页

作者：靳丽云李林贾晴晴周珂辉孙安邦丁卫东王亚楠西安交通大学电气工程学院上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心

毛细管型脉冲等离子体推力器能够在低功率条件下实现较高的总体效率，具有良好的发展前景。为了进一步提升微型电推进系统性能，本文建立基于永磁体的磁喷管结构，对毛细管推力器羽流特性开展研究，利用光电联合诊断系统，分析“收敛-... 详细信息

毛细管型脉冲等离子体推力器能够在低功率条件下实现较高的总体效率，具有良好的发展前景。为了进一步提升微型电推进系统性能，本文建立基于永磁体的磁喷管结构，对毛细管推力器羽流特性开展研究，利用光电联合诊断系统，分析“收敛-扩张”和“扩张”型磁场拓扑下推力器羽流特性，讨论了磁喷管中的等离子体加速机制。实验结果表明，磁喷管引发二次电离过程，磁喷管的磁场拓扑能对等离子体羽流产生径向收缩和轴向加速效应，提高推力器的推进性能。在一定范围内磁场越强，磁喷管约束和加速效果越好。使用23.3 mm厚度(Bmax=0.30 T)磁体时离子速度可达30.08 km/s，比无磁喷管时提升了20%。改变磁场构型时，扩张型磁场可以加速更多的快离子。

关键词：毛细管脉冲等离子体推力器磁喷管等离子体羽流二次电离粒子加速

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共轴偏光瞳主被动复合无焦光学成像系统设计

光子学报 2025年

作者：张力李旭阳袁灏陆志贤许彤裕边立国中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室中国科学院大学

为更好满足空间远距离跟踪成像的要求，设计了一种可调焦的主被动复合光学成像系统，实现了高缩束比、高分辨成像的目的。前端光学系统以共轴三反系统为基础，通过离轴优化设计了焦距为2 500 mm，视场角0.12°×0.12°，F数为8.33的共... 详细信息

为更好满足空间远距离跟踪成像的要求，设计了一种可调焦的主被动复合光学成像系统，实现了高缩束比、高分辨成像的目的。前端光学系统以共轴三反系统为基础，通过离轴优化设计了焦距为2 500 mm，视场角0.12°×0.12°，F数为8.33的共轴偏光瞳系统。后端光学系统采用共孔径分光结构，由分光镜分为两路。一路为被动可见光成像，工作谱段为450～850 nm，成像端采用5片透镜作为成像镜组，后两片透镜为补偿镜组可实现1 km～无穷远范围的连续调焦。另一路主动成像采用激光外差相干成像，工作波长为1 550 nm，通过孔径分光完成收发一体的成像系统设计。设计结果表明，被动成像系统在100 lp/mm时各视场调制传递函数均大于0.34，接近衍射极限，主动成像系统波像差优于1/300λ，满足成像质量要求。

关键词：光学设计偏光瞳主被动复合连续调焦无焦系统