Ku 波段接收机噪声温度测试及分析

微波接收机是射电望远镜中专门用于接收射电信号的设备,接收机的噪声温度是检验其灵敏度的重要指标。经典的接收机噪声温度测试方法是冷热负载法,但该方法不能在观测中随时进行,且受制于接收机尺寸,而斩波轮法用来自冷空的辐射代替不易实现的冷负载,在测试中仅需使用常温黑体。文中搭建了简易的Ku 波段常温接收机,使用上述2 种方法分别测试该接收机的噪声温度。通过选用不同规格的常温黑体及减小冷热负载之间的温度差来检验冷热负载法测试的不确定性,再对采用冷热负载法确定的最终噪声温度与采用斩波轮法得到的测试结果进行对比,最终确定在晴好的夜间条件下,斩波轮法可以满足Ku 波段接收机噪声温度的测试需求。     

保持制冷接收机真空窗口干燥的充气系统

微波接收机系统是射电天文观测不可或缺的信号接收设备。通过制冷可以很大程度上降低接收机的噪声温度,从而提高接收机的灵敏度。在接收机制冷后,杜瓦内外温差达200 K以上。由于1.3 cm波段接收机的特殊设计,空气中的水汽会在真空窗处与低温密封薄膜直接接触从而遇冷凝结,这将会影响接收机的接收性能。因此,1.3 cm波段接收机在真空窗外围设计一个干空气腔体,通过充气系统给该腔体时刻注入新鲜、干燥的空气,用小的泄漏来排除腔体内部陈旧气体。这样,真空窗与外界就始终被干燥的空气隔离开,从而避免了水汽在该位置的遇冷凝结。     

高能宇宙线射电探测系统接收天线设计

为实现高能宇宙线射电探测方法,对射电探测法的关键技术一接收天线展开了研究。在综合分析宇宙线大气簇射信号特性的基础上,提出了一套新的宽频分段天线接收方案：即在较低频段采用底部加载有源低频天线接收射电信号,而在较高的甚高频频段采用对数周期天线接收射电信号。经仿真和预研究实验证明本设计方案可用于高能宇宙线的射电探测。     

用离心法校准加速度计

所谓静态校准加速度计,就是用模拟的惯性力作用在仪表敏感元件的惯性质量上,或者将已知量值的恒值加速度作用到仪表上的方法。对某些有惯性质量敏感元件的加速度计,常用两种方法校准。 地球重力校准：将仪表敏感轴方向与地球重力场方向重合,即再分别反转 90°、 180°角,便可得到－ 9.8～ 0～＋ 9.8m/s2的加速度输出信号。 负载法校准：即将重量为敏感元件的等效重量整数倍 n的负荷按敏感轴方向加到敏感元件惯性中心上,可得到 (n－ 1)倍的加速度信号输出。 第一种方法较精确,但使用范围很小,仅适合于少数加速度计;另外,不同区…     

外部参考信号相位差对接收机零值的影响分析

卫星导航中接收机在使用前要进行零值校准,标记接收机的零值偏差,不同类型接收机的校准方式有所差异,需要研究有针对性的解决方法。本文通过分析接收机的特性,研究了北斗监测接收机(Uni NAV MUE_C_001)的零值校准方法,并搭建了校准平台。试验选用模拟器(Uni NAV GSS8000)对接收机进行校准,在外部输入参考1PPS时间信号和10 MHz频率信号的情况下,接收机零值主要受1 PPS与10 MHz信号相位差(Tt P)的影响。从试验结果来看,连续运行测试时,零值随Tt P的增大而单调递减。开关机测试时,受调钟方式的影响,零值随Tt P的增大而呈周期性变化。试验同时分析了校准的不确定度,受射频滤波器和伪码测距精度的影响,接收机B3频段2.3 ns的不确定度要优于B1、B2频段的2.8 ns。最后对校准的两台接收机进行了零基线比对试验,验证了Tt P与接收机零值的关系,且校准一致性优于0.5 ns。     

APK-15M型无线电罗盘测向仪部件替换法可行性分析

APK-15M型无线电罗盘测向仪部件的主要功用是将接收到的信号耦合到接收装置,并利用自身的校正器将罗差校正到规定范围,然后把定向信息及校正量信息一同输往航向指示器。因为它独立、完整地携带了各方位罗差的校正量信息,所以若用故障罗盘接收机的测向仪替换备件罗盘接收机的测向仪,备件接收机就完整地拥有了故障罗盘接收机载机各方位罗差的校正量,故可用备件罗盘恢复故障罗盘系统对载机的领航功能。现从测向仪部件的信号传输特性和机械连接特性两方面对该替换法的可行性进行分析。     

某型飞机火控校靶仪的研究与设计

简述了用于测试平视显示器和照相枪主要性能的火控校靶仪的功能需求、工作原理和设计方案,包括光学系统和机械结构.照相枪校靶镜的线视场达到了(35.36±0.5) mm;OB读数观测镜视场达到了24°,屈光度为+3°～-4°,水平调整和垂直调整均为180°;分划板的精度为1′,且中心交点的不同心度小于±0.01,刻线不直度不大于0.002;照相枪校平玻璃上的十字中心和平视显示器光环中心相重合的公差为±°3 mil,平视显示器光环中心同靶板上的照相枪校准点的公差为20 mm.     

陶瓷刀具不发生初期破损的条件

陶瓷刀具的破损是使用陶瓷刀具过程中中的重要问题之一。我们通过研究分析,对陶瓷刀具产生初期破损的原因进行了试验。得出了在如下条件下不发生刀具的初期破损。 对于Al2O3陶瓷刀具切削淬硬轴承钢GCr15。使用C 620-3型普通车床,切削条件是切削速度v=60～100 m/min;进给量 f=0.074～0.11.mm/r;切削深度αp=0.1～1.5mm;刀具参数;主偏角Kr=30°～75°,副偏角Kr=10°～30°,前角γ0=一8°～一10°,刀尖圆弧半径γe=0.9～1.5 mm,刃倾角λs=一5°～一15° Si3N4刀具在此条件下也不发生刀具的初期破损。但由于该种刀具在车削轴承钢时耐用度不…     

500 m口径球面射电望远镜(FAST)

<正>1射电天文学与射电天文望远镜光和广播电视信号都是以光速传播的电磁波,区别只在波长。天体的辐射覆盖整个电磁波段,从低频无线电一直到高能X射线和伽马射线。地球大气为人类观测宇宙开了两个窗口,窗口波段之外的辐射被完全或部分屏蔽,这些辐射需要空间观测。可见光窗口的波长范围是4 000~7 000?,中心的黄绿光波长4 500?,太阳在这一波长辐射最强,肉眼对于这一波长也最为敏感,生命科学用进化论解释这一巧合。大气对波长毫米至几十米的电磁波也是透明的,这扇门只有在人类发明了无线电技术之后才被发现。千百年来人类只是通过可见光波段观测宇宙,对天体辐射的性质只能是一孔之见,图1中由左至右为X射线、紫外线、可见光与无线电波段所拍摄的太阳图像根本不同。     

如何解决刀具振动问题（三）

(10)使用正前角和大后角的刀片配以轻快的断屑槽 这样的刀片在镗削或铣削中的切削楔入角最小,切削当然轻快。在车削与镗削中,7°和11°后角是最常见的刀片,刀片为螺钉夹持的最多。在20mm以下的孔镗削中,即便不存在振动问题大家也通常选择11°后角的刀片,例如山特维克可乐满的TPMT、DPMT、VCEX的刀片(V型刀片后角为7°或11°)。后角以7°或11°刀片为主要推荐,因为它们是ISO标准刀片,不同厂家的刀片可以互换。     

中阶梯光栅光谱仪波段范围校正装置

为了保证中阶梯光栅光谱仪能够具有足够的波段范围,设计了一套校正装置,对该校正装置的校正原理、波段校正范围、校正分辨率等问题进行了讨论和研究。首先,对中阶梯光栅光谱仪的光学元件进行了公差分析,并介绍了自动光谱校正的原理和流程。选定聚焦镜作为调整环节并根据CCD接收器像面的利用情况给出了调整分辨率要求,然后设计了校正装置,并对校正装置的分辨率进行了理论计算。最后,对校正装置的校正效果进行了实验验证。实验结果表明:校正装置在方位方向的校正分辨率可达0.006 25°、俯仰方向的分辨率可达0.006 25°、前后方向的分辨率可达0.005mm。校正装置可以将10像素的波段偏移调整回CCD正常接收范围内,从而保证光谱仪器的全谱段波段范围。     

基于大气偏振模式的三维姿态信息获取

现有的偏振光导航方法提供的二维方向信息不能满足导航的实际需求,因此,本文提出了一种利用大气偏振模式获取三维姿态信息的方法,选取太阳作为空间显著特征点,利用大气偏振模式信息计算出载体在两次不同状态下的太阳空间位置信息,通过建立姿态变换矩阵获得了载体的三维姿态信息。最后,对不同天气条件、不同太阳空间位置、不同波段以及天空被部分遮挡情况下太阳空间位置计算的误差分布情况进行了仿真分析和实际测量。实验结果显示,当天空有气溶胶粒子分布时,蓝色波段下的计算误差最小,方位角和高度角的误差分别为1.50°和2.10°;当观测视场中有树木遮挡时,方位角和高度角的平均误差分别为0.91°和1.97°,由此表明本文方法能够有效提取太阳的空间位置,获得载体的三维姿态信息,并满足实际导航的需求。     

扫描式氙灯太阳模拟器十维扫描系统

为了模拟卫星在轨全年的太阳辐照情况,检验、优化整星的杂散光抑制能力,分析了光学载荷的在轨成像条件,设计了一种基于7维扫描镜+2维折反镜+1维被测样件共计10维运动机构的扫描式氙灯太阳模拟器,并建立了它们关于照明姿态和位置的控制方程,完成了被测样件的空间环境模拟照明。实验表明,对1 700mm×2 700mm的被测样件可实现方位角为-90°~+90°、俯仰角为-29°~+42.5°的模拟照明,角精度分别可达0.2°和0.1°,位置精度优于10mm。该扫描式太阳模拟器可较精确地为部分卫星提供全年太阳照明空间环境模拟实验。     

基于位置敏感探测器的六自由度精密位姿测量系统

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种高精度的二维位移测量传感器,利用三片二维PSD的组合实现空间六自由度相对运动的位移和角度测量。测量系统主要包括三片PSD传感器(包括PSD光敏面和发光管)、低噪声的信号调理和AD采集电路,采用三片PSD正交布局方案,通过PSD光敏面的光点位置计算相对运动的位移和角度。设计了六自由度的PSD标定测试系统,用于PSD测量系统中心偏移和发光管安装误差的标定测试。测试结果表明,PSD测量系统的测量范围优于位移±10mm、角度±2.5°,标定后PSD测量系统的噪声误差为位移0.1mm、角度0.02°,测量系统的绝对位移误差小于0.5mm、角度误差小于0.14°,满足系统0.5mm和0.5°的指标要求。此外,对PSD传感器的环境适应性进行了评估。PSD测量系统具有量程宽、精度高、线性度好的优点,成功应用于天舟1号货运飞船微重力主动隔振装置的相对运动测量中。     

方位角测量跟踪系统设计及实验

为了使跟踪设备快速、准确地跟踪飞行目标并精确测量目标方位角,设计了一种测量跟踪系统,该系统根据跟踪设备发出的方位角偏差信号推动带有跟踪设备的伺服转台,驱动子系统采用H型双极模式PWM电路驱动伺服转台的直流电机以提高响应速度。使用测速机反馈速度信号以提高系统稳定性,使用高精度编码器输出目标方位角信号以提高测量精度。提出了系统动态传递函数,并对传递函数进行分析,给出了仿真动态曲线并计算动态参数。计算了电路的开关频率及延迟时间等关键参数。通过实验得到系统阶跃响应的位移曲线和速度曲线以及其他实验结果。实验结果显示,系统随动精度为0.1 (°)/s,最大跟踪速度为38.3 (°)/s,最大跟踪加速度为23.5 (°)/s²,满足了技术指标和设计要求。     

Ground-based microwave spectroradiometer for thermal sounding of the troposphere

The laboratory model of a mobile solid-state uncooled microwave spectroradiometer, operating in the frequency range of 50 to 55 GHz is described. It is designed for remote passive monitoring of the tropospheric temperature. The spectroradiometer consists of a heterodyne receiver with a low noise amplifier at input and 8-channel spectrum analyzer. To ensure the internal calibration of the intensity of the received atmospheric radio emission using the built-in unit type modulator-calibrator based on GaAs diodes with the Schottky barrier. The antenna system of the spectroradiometer consists of a teflon enlightened lens and conical corrugated horn. The device is equipped with an automated control system process measurement, calibration, and data pre-processing.     

An attitude sensing device

A device for sensing the attitude of an arbitrarily located object has been developed by the Polar Geophysical Institute, Kola Research Center, Russian Academy of Sciences, for carrying out geophysical research. The device is capable of determining three angular coordinates of an object: the angles of roll and pitch with respect to the Earth’s horizontal plane and the azimuth angle with respect to the direction toward the magnetic north. The measurement range of the azimuth is from −180° to 180° with an error of ≤1°. The angles of roll and pitch can be measured in the range from −60° to 60° with an error of ≤0.5°. The device is reliable and easy to operate.     

基于空间距离约束的姿态角现场精度评定方法

针对大型精密工程现场姿态测量精度评定的需求,提出了一种利用长度计量基准溯源姿态测量结果的姿态角现场精度 评定方法。 首先,介绍了激光跟踪姿态测量系统的基本组成及测量原理;其次,基于六自由度并联机构的正向运动学研究,建立 了空间距离与靶标姿态之间的数学模型,并通过蒙特卡洛法仿真分析距离约束测量精度、控制场布局以及系统工作距离等因素 对评定模型精度的影响;最后,搭建实验平台,利用精密转台的相对转动量作为角度基准,对本文研究方法的可行性进行了验 证。 结果表明:当距离约束测量精度为 0. 038 mm,控制场大小为 1 400 mm×1 400 mm 时,在-20° ~ 20°的姿态角变化范围内,评 定模型方位角精度为 0. 055°,俯仰角精度为 0. 058°。 本文研究方法避免了基于角度基准评定方法中较为严格的坐标系配准要 求,能综合反映测量系统现场使用状态,可为六自由度激光跟踪测量系统中姿态角现场精度评定方法提供参考。