风洞自由飞多路数据采集与传输系统设计

传统风洞自由飞实验通过缩比模型来研究气动参数,随着采集器种类与数量的增加,机载设备结构设计与数据传输控制难度日趋增大。针对这一现状,设计一套基于FPGA逻辑控制与时序驱动的多路数据采集与传输系统。系统采用机载端、地面端、上位机端三端结构,分工明确。机载端采用小型化双层结构化设计来采集舵机角度信号、风向标志信号、IMU惯性测量单元信号、航空姿态信号,地面端负责数据的整合与分发,上位机端进行数据监视与系统控制。经过测试,该系统采集精度达±0.07%FS,数据传输时延低于2.42 ms,符合预期目标。     

一种低频段小型化带通频率选择表面天线罩设计

具有陡峭截止性能的带通型频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)在低频段天线设计中有重要应用需求,而传统带通型FSS设计在低频段存在单元尺寸过大和散射栅瓣等问题。为此,提出了一种低频段小型化的带通型FSS天线罩。该结构通过多层非谐振型FSS级联而成,并采用介质加载和FSS单元交叉曲折等小型化设计技术,使其具有S频段二阶带通空间滤波特性,相对带宽达到25%。同时,FSS单元尺寸减小至1/16λ0（λ0为中心工作波长）,天线罩电厚度约为1/20λ0 。基于带通FSS的等效电路模型,给出了详细的FSS单元小型化设计过程,完成了该S频段小型化二阶带通型FSS天线罩实物样件加工和传输特性测试工作,测试结果与全波仿真结果吻合较好。     

一种高效的大功率宽带整流电路

提出了一种由π型匹配枝节、整流二极管、直通滤波器组成的高效大功率宽带整流电路。采用2只HSMS-282P肖特基二极管桥设计单级倍压整流电路,使电路在整流效率不下降的情况下提升输入的功率容量;采用π型匹配枝节实现阻抗匹配,使电路具有宽频特性,同时其并联短路枝节可以作为输入滤波器,实现小型化和整流效率的提高。直通滤波器用于抑制基频和二极管非线性产生的高次谐波,以提高整流效率。实测结果表示：在2.05~2.6 GHz带宽内整流效率大于60%;在2.45 GHz工作频率和35 dBm输入功率下,整流电路在330 Ω负载上获得70%的整流效率。该整流电路具有整流效率高、功率容量大、频带宽的特性,可为工程人员设计大功率微波整流电路提供设计指导。     

基于90°电桥芯片的小型化和差器设计

介绍了一种基于90°电桥芯片的和差器的设计原理、封装测试方法以及实测结果。针对小型化设计、测试的难点进行攻关,在低温共烧陶瓷(LTCC)基板表贴电桥芯片,并在基板内部引出走线至基板表面,形成测试端口;利用微组装技术实现小型化高集成设计方案。在此基础上设计封装壳体,实现芯片气密封装,提高工程应用可靠性。根据组件实测结果,驻波比小于1.8,幅度一致性优于±0.8 dB,相位一致性优于10°,质量为35 g。     

宽频带圆极化缝隙螺旋天线的设计

研究了一种宽阻抗带宽和宽圆极化轴比带宽的缝隙螺旋天线。天线印制在由FR4 介质基板构建的 方形柱状结构的内外表面,两组长短不同的缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面并延伸至天线顶部;一条弯折的微带 线作为馈电网络印制在介质基板内表面,通过对各缝隙耦合馈电,实现天线宽阻抗带宽和轴比带宽。实测结果表 明:天线尺寸为0. 111λ0 ×0. 111λ0 ×0. 221λ0(λ0 为北斗B2 中心频率1. 207 GHz 对应的自由空间波长),S11 ≤ -10 dB 的阻抗带宽为1. 158~1. 778 GHz,轴比≤3 dB 的圆极化带宽为1. 133~1. 918 GHz。该天线采用缝隙螺旋结构,通过 简易的馈电网络实现天线小型化和宽频带特性,在卫星导航系统中具有较好的应用前景。     

基于SISL的介质填充双通带滤波器设计

为实现滤波器的小型化,基于介质集成悬置线(substrate integrated suspended line, SISL)结构提出了一种介质填充双通带滤波器的设计方案. 首先将高介电常数的介质块填充入SISL的空气腔中,提升SISL的等效介电常数,实现电路的小型化,高介电常数介质块可以直接被SISL固定;然后利用T型结连接两组工作在不同频段的滤波器从而使得两个通带相对独立;最后利用仿真软件进行优化,确定介质填充双通带滤波器的尺寸,并进行加工与测试. 仿真与测试结果表明,二者具有较好的一致性,两个通带频率内的回波损耗均优于15 dB,电路的核心尺寸为0.058λ_g×0.139λ_g(λ_g为SISL在第一通带中心频率处的导波波长). 此双通带滤波器具有小尺寸、自封装等优势,且所有层介质基板均采用低成本的FR4板材,降低了制造成本.     

三模混合集成小型化滤波器设计

提出了一种基于LC串联单元的三模混合集成小型化滤波器电路拓扑。该电路拓扑具有对称性,主体由4个LC串联单元所构成的“星型”结构组成,能够通过对其并联于地的LC串联单元中元件参数的调节实现对滤波器双零点的自由调节。基于奇偶模分析方法,给出了所提出滤波器拓扑的综合设计方法,并采用基于商业化硅基表贴电容的低成本混合集成技术研制一款具有明显小型化特性的三模多零点带通滤波器。所研制的滤波器仿真与测试结果吻合良好,其中心频率为2.6 GHz,3 dB带宽为1.34 GHz,插入损耗典型值为1.6 dB,能够在4～12 GHz的频带范围内实现30 dB的抑制能力,其面积尺寸为3.2 mm×1.9 mm(0.03λ0×0.02λ0)。     

舰基遥测综合解调控制系统设计

遥测实时监控是保障试飞安全、提高试飞效率的重要手段。针对舰上特殊的试飞环境限制,现有遥测系统不能适应其任务需求,为完成某型号飞机舰上试飞任务,需要对现有遥测接收系统进行改进,以应对特殊试飞科目下对遥测信号的需求。采用跟踪接收机模块,并开发相应的解调模块,对系统设备进行远程控制解决了远距离数据传输的信号衰减问题;对遥测系统的自动温度控制大大提高了系统设备的环境适应性;通过接口转换实现模拟图像的网络输出、接收机模块和天线的网络串口转换,简化了信号接口类型,降低了信号传输的难度;从而实现小型化的舰基遥测综合解调控制系统设计。     

基于通用模块化的大型空间飞行器地面供配电系统设计

地面供配电系统一直存在体积过于庞大、系统通用性稳定性差问题;基于通用模块化的设计方案,从基本功能实现模块的角度,将系统划分为功率继电器模块、信号继电器模块、PXI控制模块、地面电缆模块、软件实现模块等,通过对这些模块的通用性设计及部分软硬件功能的整合,实现了减少系统体积规模、加大系统集成化及小型化程度、提高系统间通用性及鲁棒性的目的。     

一种声表面波无线传感器的小型化微带天线

声表面波(SAW)无源无线传感器常用于检测复杂环境下的物理参数。本文针对SAW无线无源传感器天线对低轮廓、小尺寸天线的要求,同时采用短路加载技术和贴片开槽技术,设计了一款小型化的低轮廓微带天线,天线贴片尺寸仅为21.4*21.3mm2,高度仅1mm。测试结果表明,天线,在小型化、低轮廓与增益之间取得良好折中。利用制作的天线,实现了SAW无源无线传感器的检测。