摘要：对太赫兹波导封装技术进行研究,并在D波段(110~170 GHz)和220 GHz频段分别进行设计验证.通过金丝键合技术对研制的D波段放大器芯片进行波导封装设计,封装测试结果为:封装模块在139 GHz测试得到最大增益为10.8 dB,在137~144 GHz频率范围内,增益大于7.8 dB,输入端回波损耗优于5 dB,输出端回波损耗优于8.5 dB.封装与在片测试结果曲线变化趋势基本一致,但是封装后芯片性能恶化严重,封装损耗大于5 dB.基于此,开展太赫兹波导-集成探针过渡结构研究,提出一种适用于太赫兹频段的波导-集成探针过渡结构,并在220 GHz频段进行设计验证.模块测试结果为:在208~233 GHz频带范围内,插入损耗优于3 dB,回波损耗优于8 dB,在224 GHz频点处,获得该结构的最优性能,其插入损耗为1.3 dB,回波损耗为46.4 dB.该波导-集成探针过渡结构为太赫兹频段全集成芯片研制提供了经验.

摘要：从立方星实用化角度出发,提出了一种模块组装6U立方星的总体设计方法。首先,通过立方星结构布局的优化设计,将立方星平台部分和载荷部分分别布局于6U立方星的左右侧,实现了卫星平台和有效载荷的松耦合设计。其次,针对立方星星上和地面站资源有限的约束,提出了利用UHF/VHF+X频段的测控数传一体化方法,实现了立方星测控数传的模块化设计,解决了能源和体积约束条件下立方星大容量数据传输难题。再次,针对6U立方星模块组装的要求,分别提出了电源分系统、姿控分系统、离轨帆分系统的模块化设计方法。最后,以中国青少年科普卫星BY-03星为例,将紫外相机、计算光谱相机通过标准化接口设计,从而实现了卫星平台与载荷的模块化快速组装与集成测试。在轨试验结果验证了所提出的模块组装6U立方星设计方法能够适应多种有效载荷任务需求,并满足立方星快速研制与测试的需求。

摘要：针对考虑视场(FOV)约束和落角约束的高超声速飞行器高精度打击问题,提出一种基于自适应动态规划(ADP)的新型制导控制一体化(IGC)策略。首先设计一种融合视场角与落角约束的视场角指令,在视场角精确跟踪的同时实现精确命中并满足两种约束,从而将约束问题转化为跟踪问题;然后,借助干扰观测技术估计制导控制一体化模型中不确定性并引入到性能指标设计中,又同时将视场角约束与落角约束考虑进去,设计基于自适应动态规划的制导控制一体化方法。利用ADP的强化学习思想求解出最优控制策略,既保证高超声速飞行器的精准打击,又满足视场角约束与落角约束,而且兼顾了对不确定性的鲁棒性。仿真结果验证了本文所提方法的有效性与优势。

摘要：为了提高未知弹道参数下的多级弹道导弹主动段目标跟踪精度和鲁棒性,提出了一种目标状态/参数联合估计算法。首先对多级弹道导弹主动段运动进行建模和动力学特性分析;然后在重力转弯目标跟踪模型(GT1)基础上进行改进,得到三维重力转弯目标跟踪模型(GT3),并与容积卡尔曼滤波(CKF)算法结合,设计了多级弹道导弹目标主动段状态/参数联合估计算法;在此基础上给出一种多级弹道导弹目标机动飞行模式,最后分别在常瞄准攻角飞行和机动飞行条件下完成仿真验证。GT3算法对导弹主动段三轴机动比较敏感,克服了GT1算法无法准确描述主动段运动的缺陷,算法精度、鲁棒性有所提升。GT3对瞄准攻角不为零的多级助推弹道导弹主动段跟踪表现出明显优势,且对级间切换具有一定的识别能力。

摘要：光谱成像技术能够同时获取被测物体的二维空间及一维光谱信息,在科学检测与研究中发挥着重要作用。传统的高光谱成像系统存在着光学系统复杂、含有精密运动器件、曝光时间长等问题,这些问题极大地限制了其在许多场景的应用。介绍了一种基于旋转衍射机理的快照式高光谱成像系统,通过单次曝光成像和图像重建即可得到待测目标的高光谱信息。提出了一系列的系统设计优化方法以提升系统的成像性能和实用性,通过折衍射混合系统缩短光学系统后截距,通过引入前置光学系统探测远距离目标。实验结果表明,所提出的优化设计方法能够有效提高系统感光能力,提升重建图像的质量。

摘要：针对月面高精度下降着陆问题,提出了一种基于最优观测器的参数自适应凸优化月面着轨迹规划算法。首先,针对下降着陆主减速段需要尽可能减少燃料消耗的问题,考虑约束及动力学模型的非凸性,采用无损凸化技术将月面下降着陆问题转化为二阶锥规划问题;其次,为减少下降着陆过程中质量、比冲等参数不确定性影响,设计了基于Riccati方程的最优观测器;再根据标称参数凸优化所产生的最优轨迹进行飞行,利用该过程中加速度计实时测量信息,结合推力器输出信息,实现对着陆器参数的在线实时估计;在参数估计实现收敛后,通过在线求解二阶锥规划问题实现最优轨迹的在线规划。仿真结果表明,该观测器能够实现在线参数实时估计;该算法相较其他定点着陆算法,仅需要发动机具有离散的推力域,且具有精度更高的优势。

摘要：为了解决立方星太阳翼在严格尺寸约束下无法实现地面多次解锁试验验证的问题,提出了一种可重复电磁解锁的轻质量、高刚度的太阳翼。首先,提出一种微型铰链式展开机构,具有展开锁定和到位指示功能。其次,提出的电磁解锁机构能够解决压紧释放装置无法多次解锁的问题,具有低冲击,无污染,响应快的特点。最后,对太阳翼基板的尺寸构型和辅助支撑布局进行灵敏度分析与优化。仿真结果表明:太阳翼在优化后质量减轻20%,展开状态下的基频提升16%,满足太阳翼轻质量、高刚度的要求。本文提出的立方星太阳翼经过地面鉴定级振动和冲击力学试验验证以及热真空试验,并且通过八一03卫星完成在轨验证,满足立方星在轨的使用要求,可为后续立方星太阳翼的设计及研制提供参考。

摘要：为解决工业现场测量对高速实时精密测距的需求,设计并搭建了一套高速高精度的激光测距系统。系统采用双测尺同时调制的激光光源以及双路信号同步探测的信号处理技术,提高了系统测量速度以满足高速测距的需求;分析验证了欠采样方法应用于的高频信号测鉴相的有效性,基于欠采样可有效降低了鉴相处理电路的复杂度。采用201 MHz+3 MHz的双测尺调制光源及40 MHz的采样频率,结合收发光学系统及信号解算电路,搭建了高速激光测距系统;进行了激光测距系统的测量速度和测量精度实验。实验结果表明,该测量系统的测量速度可达62次/s,测距精度可达±0.2 mm。该系统具有高速高精度的实时测量性能,可用于高精度激光扫描仪、动态跟踪测量等高速测距系统。

摘要：高铜合金(也称高强高导铜合金)同时具有高导热导电性和高强度,其复杂零件在航天航空、石油化工、武器装备及海洋舰艇等领域的应用十分广泛。由于对激光吸收率极低、热导率极高,激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形高铜合金的研究才起步。利用2000 W高功率光纤激光器作为光源,成形了QCr0.8高铜合金,研究了工艺参数对其致密化行为的影响,获得了致密的优化工艺参数,在此基础上,研究了其组织和性能。研究结果表明:当工艺参数不当时,SLM成形QCr0.8高铜合金会产生圆气孔和不规则的未熔合孔洞,前者出现在输入激光能量过高、出现深熔模式熔道时,后者出现在输入激光能量不足、扫描间距太小及搭接率太大时。优化的工艺参数为:激光功率2000 W,扫描速度600 mm/s,扫描间距0.20 mm,铺粉层厚0.05 mm。采用优化的工艺参数成形的高铜合金的致密度可以达到99.9%。其XOZ面的微观组织是沿成形方向生长的柱状晶,XOY面的微观组织可以分为细晶区与粗晶区,采用扫描电镜(SEM)可以观察到细小的胞状晶组织。沉积态时抗拉强度为234.7 MPa,屈服强度为173.9 MPa,延伸率为26.0%,导电率为国际退火铜标准(IACS)的37.8%;经过时效热处理后,抗拉强度为468.0 MPa,屈服强度为377.3 MPa,延伸率为19.2%,导电率为IACS的98.3%。研究成果为复杂高铜合金零件的制备提供了新方法。

摘要：基于微型X射线闭管的X射线荧光谱仪是深空探测新一代元素就位分析技术,研制了一款微型微焦斑X射线闭管作为X射线荧光分析的激发源。设计了一种新型的单极静电聚焦透镜,仿真模拟了电子聚焦光学结构尺寸对电子束运动轨迹的影响,并对静电聚焦结构的形状和尺寸进行了优化。完成了微型一体化X射线源的加工和装调,搭建了X射线源性能测试装置。微型一体化X射线源工作电压2~50 kV、X射线强度不稳定性为0.3%、高压不稳定性为0.21%。在高压50 kV、电子电流50μA的情况下,微型一体化X射线源的总功耗5 W,焦斑尺寸177μm×451μm,可以满足深空探测行星表面物质成分原位分析需求。