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基于EKF/PI滤波的小推力轨控期间自主导航算法

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航天控制 2024年第3期42卷 42-47页

作者：梁巨平孟其琛黄京梅刘笑陈银河上海航天控制技术研究所上海201109 空间智能控制技术重点实验室上海201109

研究了以电推小推力作为主要的轨控推力来源的高轨卫星在轨控期间的自主导航算法。针对GNSS接收机在高轨的测速精度相对较差,以及轨控期间电推产生的推力较小,常规加速度计无法准确测量,从而导致在轨控期间自主导航精度下降的问题,提出... 详细信息

研究了以电推小推力作为主要的轨控推力来源的高轨卫星在轨控期间的自主导航算法。针对GNSS接收机在高轨的测速精度相对较差,以及轨控期间电推产生的推力较小,常规加速度计无法准确测量,从而导致在轨控期间自主导航精度下降的问题,提出了基于EKF+PI滤波的一体化自主导航算法。通过结合EKF滤波和PI滤波算法,经EKF滤波抑制GNSS接收机定位数据的测量白噪声,然后通过PI滤波估计电推加速度并反馈给EKF滤波算法,提高电推工作期间EKF算法的导航精度。仿真结果表明,基于EKF+PI滤波的一体化自主导航算法可以准确估计出电推加速度大小,同时可有效提高连续小推力轨控期间的自主导航精度。

关键词：自主导航扩展卡尔曼滤波 PI滤波加速度估计小推力轨控电推进

质子辐照对CMOS图像传感器传输栅损伤效应的实验与分析

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光学学报 2024年第9期44卷 267-273页

作者：唐宁王祖军晏石兴李传洲蒋镕羽湘潭大学材料科学与工程学院湖南湘潭411105 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安710024

互补金属氧化物半导体图像传感器(CIS)是一种当前应用非常广泛的光电图像传感器,其应用在空间辐射环境中时遭受的质子辐照损伤问题一直备受关注。为了分析CIS内部重要结构受辐射损伤影响及辐照损失机理,开展了关于CIS传输栅的质子辐照实... 详细信息

互补金属氧化物半导体图像传感器(CIS)是一种当前应用非常广泛的光电图像传感器,其应用在空间辐射环境中时遭受的质子辐照损伤问题一直备受关注。为了分析CIS内部重要结构受辐射损伤影响及辐照损失机理,开展了关于CIS传输栅的质子辐照实验,通过测试辐照前后转移特性曲线并提取阈值电压和饱和输出电流,总结CIS传输栅的辐照损伤实验规律。对常温下经过辐照后的CIS开展了退火测试,分析相关特征参数的变化情况。应用TCAD(Technology computer aided design)仿真模拟探究了传输栅的辐照损伤规律及损伤机理。辐照实验在西安200 MeV质子应用装置上进行,质子能量为60 MeV,注量分别为1×10^(10)、1×10^(11)、1×10^(12)cm^(−2)。实验结果表明:CIS传输栅的性能参数对质子辐照产生的电离损伤和位移损伤较为敏感,辐照后出现阈值电压正向漂移增加和饱和输出电流下降的现象,经退火后出现不同程度的恢复。分析了质子辐照CIS传输栅单管诱发的电离损伤和位移损伤效应,给出了CIS传输栅退化与质子辐照注量的变化关系曲线,并与TCAD仿真结果对比,总结了质子辐照损伤效应规律。

关键词：遥感与传感器光学器件 CMOS图像传感器质子辐照辐照注量退火测试

SiGe BiCMOS低噪声放大器激光单粒子效应研究

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物理学报 2024年第4期73卷 200-208页

作者：李培董志勇郭红霞张凤祁郭亚鑫彭治钢贺朝会西安交通大学核科学与技术学院西安710049 西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

随着CMOS工艺的日益成熟和SiGe外延技术水平的不断提高,SiGe BiCMOS低噪声放大器(LNA)广泛应用于空间射频收发系统的第一级模块.SiGe HBT作为SiGe BiCMOS LNA的核心器件,天然具有优异的低温特性、抗总剂量效应和抗位移损伤效应的能力,然... 详细信息

随着CMOS工艺的日益成熟和SiGe外延技术水平的不断提高,SiGe BiCMOS低噪声放大器(LNA)广泛应用于空间射频收发系统的第一级模块.SiGe HBT作为SiGe BiCMOS LNA的核心器件,天然具有优异的低温特性、抗总剂量效应和抗位移损伤效应的能力,然而,其瞬态电荷收集引起的空间单粒子效应是制约其空间应用的瓶颈问题.本文基于SiGe BiCMOS工艺低噪声放大器开展了单粒子效应激光微束实验,并定位了激光单粒子效应敏感区域.实验结果表明,SiGe HBT瞬态电荷收集是引起SiGe BiCMOS LNA单粒子效应的主要原因.TCAD模拟表明,离子在CMOS区域入射时,电离径迹会越过深沟槽隔离结构,进入SiGe HBT区域产生电子空穴对并引起瞬态电荷收集.ADS电路模拟分析表明,单粒子脉冲瞬态电压在越过第1级与第2级之间的电容时,瞬态电压峰值骤降,这表明电容在传递单粒子效应产生的瞬态脉冲过程中起着重要作用.本文实验和模拟工作为SiGe BiCMOS LNA单粒子效应抗辐射设计加固提供了技术支持.

关键词： SiGe BiCMOS工艺低噪声放大器单粒子效应激光模拟实验 TCAD数值模拟 ADS电路模拟

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基于区块链的可验证可撤销属性加密方案

信息网络安全 2024年第6期24卷 863-878页

作者：郭瑞杨鑫王俊茗西安邮电大学网络空间安全学院西安710121 西安邮电大学无线网络安全技术国家工程研究中心西安710121

针对电子医疗系统在数据共享中存在的隐私泄露与用户权限管理问题,以及云存储服务器可能返回不完整、不正确的密文结果,文章提出了一种基于区块链的可验证可撤销属性加密方案。该方案利用密文策略属性加密技术,确保了电子病历系统中共... 详细信息

针对电子医疗系统在数据共享中存在的隐私泄露与用户权限管理问题,以及云存储服务器可能返回不完整、不正确的密文结果,文章提出了一种基于区块链的可验证可撤销属性加密方案。该方案利用密文策略属性加密技术,确保了电子病历系统中共享数据的机密性,实现了隐私数据的细粒度访问控制。同时,利用变色龙哈希函数设计了用户撤销算法,使得非授权用户无法继续访问共享数据。此外,利用密码累加器设计了结果验证算法,交由部署在区块链上的智能合约执行,确保了云服务器返回给用户数据的正确性与完整性。在安全性方面,证明了该方案的密文信息在选择明文攻击下是不可区分的。最后,使用JPBC密码库和Hyperledger Fabric区块链平台对文章所提方案与同类方案进行模拟仿真,结果表明该方案在密钥生成、加解密及用户撤销阶段均具有较高的计算效率。

关键词：区块链属性加密数据共享外包解密用户撤销

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UWB无线传输安全可靠性保障技术

微电子学与计算机 2024年

作者：周柯成陈皓唐艺菁西安微电子技术研究所

UWB（Ultra Wide Band）无线传输安全可靠性技术是UWB通信系统中的关键技术，本文在简要描述UWB通信系统设计的基础上，通过分析现有UWB通信协议机制在安全可靠性方面存在的不足，基于DW1000射频芯片信道采样电路支持，实现信道质量评... 详细信息

UWB（Ultra Wide Band）无线传输安全可靠性技术是UWB通信系统中的关键技术，本文在简要描述UWB通信系统设计的基础上，通过分析现有UWB通信协议机制在安全可靠性方面存在的不足，基于DW1000射频芯片信道采样电路支持，实现信道质量评估自适应机制、基于帧过滤的接入机制、基于ACK应答的重传机制的高可靠传输机制，提出基于轻量级AES-128动态加密算法，提升UWB传输的安全性和运算效率。在实验条件下实验结果与原方法相比，丢包数与误码数下降为0，对大小为10kB的明文加解密过程耗时平均减少13.5ms且能保证密文信息熵和原方法接近。因此，本文所提UWB安全可靠性保障技术相比较现有UWB无线通信机制在系统各项性能有明显提升。

关键词： UWB无线通信技术信道质量评估自适应机制 ACK自动应答机制轻量级AES-128加密算法

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定向能武器在电磁空间的运用

国防科技 2024年第2期45卷 69-75页

作者：吴涛涛夏良斌曹登杰西北核技术研究所陕西西安710024

为探讨以激光武器和高功率微波武器为代表的定向能武器在电磁空间中的作战应用,采用演绎和类比的研究方法,从电磁频谱的物理原理和战争基本规律出发,论述电磁空间的基本性质、电磁火力的基本特点、电磁精确战的基本原理,以及定向能武器... 详细信息

为探讨以激光武器和高功率微波武器为代表的定向能武器在电磁空间中的作战应用,采用演绎和类比的研究方法,从电磁频谱的物理原理和战争基本规律出发,论述电磁空间的基本性质、电磁火力的基本特点、电磁精确战的基本原理,以及定向能武器的基本定位、优势劣势、软硬杀伤。分析定向能武器在电磁空间的信息破坏力与信息创造力,梳理总结定向能武器的主要作战场景及运用方式,最后就加快定向能武器走向实战提出建议。

关键词：定向能武器电磁空间高能激光高功率微波

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小型矿用智能型CO监测仪研制及应用

物联网技术 2024年第5期14卷 14-18,21页

作者：刘现收王引东龙斌王立皓赵渊中西北核技术研究所陕西西安710024

CO属于有毒有害和易燃易爆气体,很多矿山均有CO监测需求,市售的CO监测仪无法满足智能化监测需求。采用STM32单片机作为控制中心,利用嵌入式开发技术,研制一种集成温度、湿度和气压传感器的小型化CO监测仪。监测仪输出CAN总线信号以增强... 详细信息

CO属于有毒有害和易燃易爆气体,很多矿山均有CO监测需求,市售的CO监测仪无法满足智能化监测需求。采用STM32单片机作为控制中心,利用嵌入式开发技术,研制一种集成温度、湿度和气压传感器的小型化CO监测仪。监测仪输出CAN总线信号以增强抗干扰性,设计CAN总线转换器以满足数据传输要求;针对离线监测需求,设计兼容CAN总线的插卡式数据记录仪;开发配套的测控软件。监测仪具有体积小、量程范围宽、可网络化集群布设的特点。测试结果表明,测量结果相对偏差小于±3.5%,可满足矿山和其他狭窄空间的CO监测需求。

关键词： STM32 嵌入式开发小型智能型CO监测仪 CAN总线测控软件嵌入式

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基于非线性PCA的有效载荷健康参数提取

空间电子技术 2024年第3期21卷 99-104页

作者：幸思津马伟薛治纲中国空间技术研究院西安分院西安710000

随着卫星有效载荷功能和结构日趋复杂,对设备的稳定性、可靠性提出更高要求,文章针对载荷设备健康表征参数庞大,导致健康诊断困难的问题,提出了非线性的PCA分析法。该方法首先对有效载荷设备自顶向下构建一个健康表征参数合并集,其次在... 详细信息

随着卫星有效载荷功能和结构日趋复杂,对设备的稳定性、可靠性提出更高要求,文章针对载荷设备健康表征参数庞大,导致健康诊断困难的问题,提出了非线性的PCA分析法。该方法首先对有效载荷设备自顶向下构建一个健康表征参数合并集,其次在传统PCA的基础上,采用非线性数据融合技术获取关键健康表征参数,并对所产生的协方差矩阵中的特征值、特征向量以及各特征值比率做了深入研究,结果显示非线性的PCA算法能带来更好的降维效果以及特征值累计占比率,不仅能保持数据之间的差异度信息,还能保存样本自身信息,有效降低了数据处理导致的信息损耗以及对星上载荷计算及存储能力的需求,说明改进方法在提取有效载荷设备健康表征参数中表现出显著优势。

关键词：主成分分析有效载荷特征提取健康表征

一种星载固态功率放大器用400W二次电源设计

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空间电子技术 2024年第2期21卷 94-100页

作者：罗聃赵恒飞陈伟伟杨桉吴江牛段力冬赵普汪蕾中国空间技术研究院西安分院西安710000

为了满足导航卫星系统对于固态功率放大器大功率、高可靠性、轻量化的需求,文章采用移相全桥同步整流变换电路加反激变换电路匹配的拓扑方案,设计了一种星载L频段固态放大器用400W二次电源,并详细给出了二次电源拓扑结构及设计原理分析... 详细信息

为了满足导航卫星系统对于固态功率放大器大功率、高可靠性、轻量化的需求,文章采用移相全桥同步整流变换电路加反激变换电路匹配的拓扑方案,设计了一种星载L频段固态放大器用400W二次电源,并详细给出了二次电源拓扑结构及设计原理分析。文章重点对变压器热耗进行分析,为了更好地进行变压器散热设计,该方案创新性采用灌封主功率变压器散热方案,灌封变压器的温度从104℃降低为85.5℃,散热相比有明显改善。同时给出了实物环路测试、电性能指标对比测试以及热平衡与热仿真对比测试,电源效率92.8%,环路的相位裕量42°,增益裕度26dB。测试结果表明设计的二次电源在实现高效率大功率输出的同时,有效地实现器件的一级降额散热,满足高可靠性的批产需求。

关键词：卫星导航 400W二次电源移相全桥变压器散热