船载测控天线面精度测试及调整方法

介绍了船载测控天线面精度的测量原理,进行了误差指标分析,以某船载测控天线主反射面的更换为例,阐述了天线的安装方法和主反射面精度的测量方法,对测量中的难点提出了解决方案,最后进行了面精度测量和数据处理。结果表明,此方法可操作性高,反射面精度测量结果符合指标要求。     

混合天线及基于散射矩阵的波束形成

本文提出一种由横向馈源阵列放置在反射面顶端构成的混合天线系统,采用了并矢格林函数法对系统中阵列馈源面和反射面孔径面处的场进行计算,然后导出散射矩阵,并通过对散射矩阵的计算、分析来研究混合天线系统中的波束形成问题.通过合理的分析与设计,可以使该天线的波束扫描范围达到数百个波束宽度,而所采用的阵列的单元数量较常规阵列天线少得多.从本文给出的实例可以看出,这种天线在±20°扫描角范围内,波束形状基本保持不变,实现了较大角域内的波束扫描.     

高精度管线测量机器人多传感器集成方法

针对现有地下管道探测方法适用性差、易受环境干扰、测量精度低等问题,提出了一种基于管道测量小车,多传感器数据融合的高精度管线测量机器人集成方案。系统以管道测量小车为平台,FPGA为控制核心,挂载惯性测量单元、里程测算单元,通过实时测量管道小车的姿态信息,同时融合里程数据及起止位置坐标推算地下管道的埋深、走向等信息。测试结果表明,本系统的适用性好、抗干扰性强,实现了对地下管道三维航迹参数的实时测量,以及测量数据的同步传输和存储;数据解算达到了95 m横向重复性±40 mm,高程重复性优于±20 mm的高精度曲线测量指标。     

三角格栅排列相控阵天线近场特性研究

为了掌握相控阵天线近场辐射特点,根据波束形成原理,提出了三角格栅相控阵天线辐射近场的数学模型,并进行了仿真验证。计算结果与仿真结果相比,相控阵天线主波束上场强幅度最大偏差约1dB,吻合较好。利用该模型对相控阵天线的电场近场分布特点进行了分析。在近场未形成主波束的区域,波束存在多个波峰和波谷;该区域内法线上场强出现极大值时发射方向在指向各观察点的方向附近徘徊。随着距离增大,波峰和波谷聚拢,波束宽度逐渐收窄;发射方向的徘徊区间慢慢变小,形成主波束后发射方向与实际波束指向一致。所得结论同样适用于矩形格栅相控阵天线。研究结果为相控阵天线的电磁兼容设计、辐射近场测量提供了理论依据和指导。     

精度鉴定试验中GPS测姿方法及测姿精度分析

为了分析GPS双天线的实测精度,以精度鉴定试验GPS双天线测姿为研究对象,依据测姿原理,通过坐标转换简化了姿态解算方法和误差分析算法。经高动态实测数据对GPS双天线测姿系统测量的俯仰角、航向角进行了精度分析,测试结果表明:其测姿精度优于0.2°,显著优于电子罗盘测姿系统2°的精度,很好的解决了电子罗盘测姿时标校难、精度低且易受干扰的问题,可用于高动态、高精度、直航路、匀航速、高采样率的GPS精度鉴定系统试验机载姿态测量任务。     

区域空间电力应急通信系统多波束天线设计

区域空间电力应急通信系统具有覆盖面积广、系统延迟时间小等优势,且系统建设快、易于维护与更换,因此受到了广泛重视。文章针对区域空间电力应急通信系统的多波束天线方案进行了设计,提出了一种新型的"3+1"多波束天线方案,该方案通过利用3个边缘天线完成超远区域的覆盖,1个中心天线完成较近处区域的覆盖,从而最大化单艇基站的区域覆盖范围。最后,通过仿真试验验证了新型多波束天线方案的性能。     

反射镜片高度对快反镜测量误差的影响及补偿

在高精度光电跟瞄系统中,快速反射镜（fast steering mirror,FSM）是精跟踪通道中的核心元件,能够实现转动角亚微弧度的分辨率。测量误差直接影响到跟瞄系统的控制精度,其中,FSM镜片反射面高度对误差的影响显著,在实际跟踪控制中必须予以补偿与校正。以某型搭载快速反射镜的实验转台测量模型（测量精度为±50 μrad）为基础,理论推导了反射镜片反射面高度引起的误差模型,并利用系统辨识的最小二乘估计算法求取出误差特性参数,进行误差补偿。实验结果表明,经过补偿后的镜片高度对误差的影响缩小到±2 μrad。     

微小卫星太敏安装角度测量及精度分析

卫星在轨运行需要卫星太敏与动量轮之间的精确角度值作为控制参数,卫星在振动试验前后该角度的精度变化是考核卫星结构设计的重要指标。运用由多台高精度电子经纬仪组合而成非接触式测量系统,结合卫星结构的复杂性及动量轮和太敏安装位置的特殊性,测量某微小卫星太敏与动量轮之间的夹角在振动试验前、后的变化值。该测量系统能有效运用于卫星角度测量,测试精度满足要求,测试数据可以作为卫星在轨姿态控制参数。     

一种基于方向图重构机制的宽带宽视角相控阵天线

本文提出了一款风车形方向图可重构单元及其作为阵元的二维平面宽带宽视角扫描相控阵天线。所提出的单馈方向图可重构单元天线由辐射贴片、直流偏置电路以及宽带人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor, AMC)反射面构成。其中,辐射贴片为馈电结构可重构的四个Vivaldi缝隙组成的风车形贴片,它能够通过改变PIN二极管的通断以实现宽带内四个端射方向上的波束切换。此外,将AMC反射面加载于辐射结构的后端,使得最大辐射方向由原来的端射方向调整为准端射方向,这样有利于单元天线组阵后的扫描波束能够覆盖到侧射方向。对该天线单元及其构建的8×8均匀平面相控阵天线进行了仿真与分析。仿真结果显示,所设计的阵列天线同时具备了宽带宽视角二维波束扫描性能,其在5.4 ~ 6.1 GHz的工作频带内可以实现±60°范围内的二维波束扫描。同时,阵列的增益波动小于4.3 dB,并且具有较低的旁瓣电平。     

基于三维空间直线拟合的卫星天线动态精密校准方法研究

卫星天线的调试、校准都必须在关停的状态下实施,给日常的检修工作中带来了很大的不便.提出了利用全站仪观测实时运行天线的抛物面、馈源上安装的部分反射片坐标,对天线椭圆抛物型面进行拟合及对馈源三维直线进行拟合,得到瞬时的直线方程,计算出瞬时的准确的天线指向,解决动态天线在工作状态下的精密校准问题.经实际检验,效果较为理想.     

用太阳估测天气雷达天线增益的方法探讨

天线增益是雷达气象方程中的一个重要参数,直接影响天气雷达回波强度的测量精度。分析利用太阳作为信号源测量天气雷达天线增益的可行性,详细介绍了测量原理和方法。利用太阳法测量了一部 C 波段移动式新一代天气雷达的天线增益,并分析了测量误差和提高测量精度的方法。观测试验结果表明,利用太阳测量的天线增益与雷达出厂测试结果接近,精度还有待进一步提高;太阳可用来定期监测天气雷达业务网络中天线的增益变化,有助于及早发现并诊断天气雷达天线指向、馈线损耗、接收机部分存在的故障。     

冲击负荷下的智能电能表计量准确性分析及验证

针对智能电能表全国普遍安装使用,各类冲击负荷广泛存在,特别是高铁的高速发展。智能电能表在冲击负荷下的计量准确性是否满足要求显得尤为迫切。该文通过对冲击负荷特性及智能电能表计量电路原理的分析,提出智能电能表理论上满足对冲击负荷准确计量,最后通过实验验证了智能电能表在冲击负荷下能准确计量。     

基于单波束多波束测深系统的海洋航道测量方法

海洋航道测量对于保证船只航行的可靠运行具有重要意义,而当前在异常测量方面采取的系统所利用的仅仅是测量误差时间或空间相关性的一种。充分考虑到现有单波束多波束测深系统（SBMBBS）存在的不足以及误差矩阵的时空相关性,基于单波束多波束测深系统而提出了海洋航道测量方法。该系统中充分发挥了海洋航道测量具有的降维能力以及小波变换的多尺度建模能力,来构建测量误差系统。在对残余测量误差进行分析时,主要是通过指数加权移动平均法控制图实现。并且有效运用了滑动窗口机制实现了单波束多波束测深系统的海洋航道测量,由此而获得了在线的SBMBBS。通过对海洋航道测量数据以及得到的模拟结果进行分析,能够得出和鸟群算法（BSA）与K均值冷光技术算法（KLE）算法相比,SBMBBS算法的优势更加突出,具有更优的测量性能。结果表明,在线SBMBBS算法测量性能与SBMBBS算法十分接近,并且需要很短的单步执行时间,符合海洋航道测量的要求。     

超大型地面天线辐射特性实地测量技术

针对口径超过 10 m 的超大型地面天线由于极高成本难以进行精确测量的难题,提出了基于无人机的平面近场实地测 量方法。 首先对无人机散射、定位精度及测量场区选择等影响天线实地测量结果的主要因素进行了仿真分析,确定了测量区 域。 采用多旋翼无人机和高精度飞控技术,在高性能无人机最好 20 mm 飞控精度、5 mm 测量精度的条件下,进行了天线实地测 量系统的射频链路设计,并给出了两种近远场数据变换方法,可以有效解决在较高频段无人机定位精度差导致测量结果不可信 的问题。 采用实例分析验证了方法的有效性,为超大型地面天线低成本精确测量提供了较好的解决途径。     

RDSS闭环测试系统EIRP值校准方法研究

EIRP值是RDSS用户机的一个重要性能指标。利用RDSS闭环测试系统测量北斗RDSS用户机EIRP值的主要不确定度来源包括RDSS模拟器功率测量重复性、模拟器功率测量偏差、空间损耗和接收天线增益修正不准等。利用标准增益喇叭天线、标准峰值功率计和矢量网络分析仪组成校准系统,对RDSS闭环测试系统进行校准,可以有效提高RDSS闭环测试系统EIRP值的测量值准确度。利用该方法进行校准后,RDSS闭环测试系统EIRP值的测量不确定度可以达到1.5dB以下,满足北斗RDSS用户机测试需求。     

基于UWB穿墙定位中NLOS误差的优化方法

针对室内定位中受非视距因素影响下的无线信号穿墙导致定位发生偏移的现象,因无线电信号传播中具有波动性强、易干扰的特点,采用抗干扰性强、穿透力高以及测距值优的超宽带技术采集测量数据。本文将信号穿墙推导公式与无线信号对数衰减模型融合处理采集到的距离值数据,通过衰减模型减少了穿墙时信号损失的能量,提高测距值的准确性,通过最小二乘法减少测距时的累计误差,提高定位精度。通过实际实验场景测试得出：本方法在穿墙环境下定位精度可达到0.28m,满足精度要求,可以为一般的位置需求提供服务。     

多波束系统安装偏差造成的误差分析及校正方法探讨

根据多波束系统的作业原理,多波束换能器与罗经和涌浪补偿仪相互间的姿态理论上要做到垂直和水平,采集水深数据才能利用,但在外作业时,多波束系统安装不可能达到理想的效果,往往都会有偏差,所以要找出安装偏差对数据质量的影响并采用相应的措施消除该影响,校正该偏差,供数据后处理使用。     

智能脱扣器高精度电流测量的设计

智能脱扣器的电流测量采用的是基于茹可夫斯基（Rogowski）线圈的电流互感器。介绍了Rogowski线圈的工作原理和信号变换电路的设计,给出了ADC采样的中断流程图和采样数据的修正方法,提高了脱扣器的电流测量精度和保护动作控制功能的准确性,满足了用户对高性能智能脱扣器的要求。     

基于结构光的深孔零件内表面单视角三维重建

针对深孔类零件内表面三维测量问题,本文提出了一种新型深孔类零件内表面三维重建算法。该方法使用远心镜头和多线结构光发生器获取深孔类零件内表面的结构光图像,结合深孔零件的形态特征,建立了基于柱坐标系的远心镜头三维投影模型,并利用图像的偏移量计算测量点的半径,并在此模型上获取测量图像的三维重建点云。实验结果表明,该方法在155mm直径的深孔测量中均方根误差在0.03mm以内,测量精度满足系统要求,为精确分析深孔零件内表面状态提供了数据基础。