1 中山大学电子与信息工程学院，广东广州 510006
2 中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄 050081
低轨(LEO)宽带星座卫星通信作为地面 5G无线通信系统的重要补充，始终面临地面可视卫星数量大、传统选星算法计算复杂度高等难题。为实现高效的卫星分组选择算法，基于多输入多输出(MIMO)系统原理，以大尺度路径损耗模型为基础，结合递减卫星选择算法，从而以较低计算复杂度、更快收敛速度有效逼近最优容量性能。该算法在典型 LEO星座系统构型下通过数值仿真得到了验证，为未来 5G低轨卫星星座通信传输方案设计提供了一种参考思路。
卫星通信 多输入多输出系统 低轨卫星 选星算法 satellite communication Multiple Input Multiple Output Low Earth Orbit satellite satellite selection algorithm 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 608
1 四川大学电子信息学院, 四川成都 610064
2 中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室, 陕西西安 710000
针对无源互调(PIM)严重影响卫星通信系统性能和稳定性问题, 提出了一种利用内导体非接触式结构实现低 PIM的同轴接头设计方法。设计并实现了 2款分别工作在 S波段和 C波段的内导体非接触式同轴接头: S波段的内导体非接触式同轴接头在 2.1~2.7 GHz下实测|S11 |<-30 dB, 通带内插入损耗小于 0.3 dB; C波段的内导体非接触式同轴接头在 3.5~4.2 GHz下实测|S11 |<-30 dB, 通带内插入损耗小于 0.2 dB。该改进型同轴接头设计方法为卫星通信系统的微波连接器的设计提供了重要的参考价值和新的研究思路。
内导体非接触式同轴接头 卫星通信系统 S波段 C波段 等效电路 coaxial connector of noncontact inner conductors satellite communication S band C band equivalent circuit 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(7): 845
调焦是高能激光系统中发射聚焦装置的关键一环。调焦机构对系统的瞄准和打击精度有着重要作用。为了解调焦机构的研究现状和发展趋势，首先对国外各类研究成熟的调焦机构进行了介绍，并分析了其调焦控制的原理以及针对各类技术问题所提出的解决方案。对于国内研究情况，则着重介绍了凸轮、丝杠、蜗轮蜗杆和直接驱动四种形式的调焦机构。然后分析了其控制调焦的基本原理，并介绍了应用于不同系统的调焦机构的设计特点。通过分析各类型调焦机构的设计及控制，总结和对比了它们的优点与不足，提出了适用于高能激光系统的调焦机构设计思路及研究方向，为高能激光系统调焦机构研究打下了技术基础。
调焦机构 凸轮结构 丝杠结构 蜗轮蜗杆 直线电机 focusing mechanism cam structure screw structure worm gear linear motor0
1 长沙理工大学土木工程学院，长沙 410114
2 长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室，长沙 410114
为实现工业废料的二次利用，将电石渣部分替代粉煤灰掺入碱激发粉煤灰-矿渣(AAFS)中，制备碱激发粉煤灰-矿渣-电石渣复合凝胶材料(AAFSC)。本文考察了不同电石渣掺量下AAFSC的抗碳化性能，并通过压汞测试、热重分析、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等分析材料的微观结构。结果表明：经快速碳化作用，AAFSC的孔隙结构会向有害孔发展，抗压强度明显衰减；AAFSC在碳化前中期的抗碳化性能优于AAFS，但随碳化龄期延长，这种优势逐渐减小甚至消失；试验推荐的电石渣掺量质量分数为6%，此时AAFSC在碳化前中期具备最佳抗碳化性能，且在碳化后期仍具有最大抗压强度39.92 MPa；随电石渣掺量增加，AAFSC中Ca(OH)2含量增加，这些Ca(OH)2在碳化过程中被消耗，生成了方解石、霰石等碳酸盐。
电石渣 粉煤灰 矿渣 碱激发 碳化 碱度 微观结构 carbide slag fly ash slag alkali activation carbonation alkalinity microstructure
1 长沙理工大学土木工程学院, 长沙 410114
2 长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室, 长沙 410114
以粉煤灰、矿渣、电石渣为前驱体, 采用氢氧化钠-水玻璃混合激发剂, 将两者混合制备地聚物。考察前驱体配比和激发剂参数对粉煤灰-矿渣-电石渣基地聚物抗压强度的影响, 通过压汞测试(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)等对材料微观结构进行研究。结果表明: 地聚物抗压强度随电石渣取代粉煤灰量、液固比和激发剂模数的增加先增大后减小, 当电石渣取代矿渣量减少或激发剂浓度增加时, 抗压强度不断上升; 地聚物的总孔隙率和大孔占比总体与抗压强度呈负相关, 强度越高的地聚物微观结构越致密。试验得出的地聚物最优配比为粉煤灰、矿渣、电石渣质量比为32∶15∶3, 液固比为0.55, 激发剂浓度为30%(质量分数), 激发剂模数为1.2, 对应的28 d抗压强度为77.83 MPa。
地聚物 电石渣 粉煤灰 矿渣 抗压强度 微观结构 geopolymer carbide slag fly ash slag compressive strength microstructure
1 北京跟踪与通信技术研究所， 北京 100094
2 北京邮电大学 电子工程学院， 北京 100083
3 西安空间无线电技术研究所， 西安 710199
4 西安工业大学 光电工程学院， 陕西 西安 710021
激光星间链路主要用于卫星之间高速数传，是构建天基信息网络的关键技术。目前国外通信、遥感、导航和中继等卫星系统都已计划部署激光通信终端，激光星间链路技术已从在轨演示验证向大规模组网应用阶段发展。简要梳理了国际上现有组网卫星系统的激光星间链路终端技术发展情况，对激光星间链路的技术体制和终端分类进行了总结；侧重分析了我国激光星间链路终端技术发展现状及大规模应用面临的主要问题，针对重难点技术的解决途径进行了思考；对激光星间链路终端未来的发展趋势做了展望，尤其是轻小型化设计与实现、宽带化、一对多光学天线和网络化等技术发展趋势进行了分析。
星间链路 激光通信 通信与测量 小型化 发展与展望 Inter satellite link Laser communication Communication and measurement Miniaturization Recent development and prospective
1 军事科学院战争研究院, 北京 100091
2 中国人民解放军 78156部队, 四川 成都 610000
3 中山大学电子与信息工程学院, 广东 广州 510006
卫星通信系统向多频段多体制发展的趋势对卫星通信终端测试平台的通用性提出了更高的要求, 基于通用处理器的软件无线电(GPP-SDR)技术可用于解决该问题。但目前 GPP-SDR处理器和射频前端之间的高速数据传输仍是主要的技术瓶颈。本文针对卫星通信终端通用测试平台需求, 提出了基于中断机制的 PCI-e高速传输方法和流程设计, 并通过移植 Xenomai操作系统对高速接口传输的实时性进行优化; 设计了一系列的测试实验对所设计接口的实际传输速率和中断丢失概率等指标进行测试。实验结果验证了所提方案具备高速率和低时延的传输特性, 能够很好地满足当前卫星通信终端通用测试需求。
卫星通信测试 软件无线电 高速接口 中断机制 satellite communication testing Software Defined Radio high-speed interface interrupt machanism 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(1): 36
清华大学, 化学工程系绿色反应工程与工艺北京市重点实验室, 北京 100084
固态锂电池因其具有高能量密度等优势, 被认为是最具潜力的下一代电池技术之一。固态锂电池的诸多优势源于其中固态电解质材料的使用。机器学习方法的兴起为锂电池固态电解质研究提供了新的机遇。机器学习可以拓展传统理论模拟方法在固态电池研究中的应用边界, 推动高精度、跨尺度模拟方法的发展; 预测固态电解质离子导率、力学性质等关键指标, 在原子层面理解固态电解质的构效关系, 实现高性能固态电解质的高通量筛选; 辅助固态电池实验研究, 指导新型固态电解质合成, 深入定量解析固态电池谱学表征。因此, 机器学习方法的引入及其与理论模拟、实验之间的深度耦合将极大地推动固态电解质研究, 促进固态锂电池的实用化进程。
锂电池 固态电解质 机器学习 离子导率 分子动力学模拟 lithium batteries solid-state electrolytes machine learning ionic conductivity molecular dynamics simulations
中山大学电子与信息工程学院, 广东广州 510006
在认知无线电(CR)背景下, 动态频谱接入已成为提高无线网络频谱利用率的重要途径。基于全球移动通信系统-铁路(GSM-R)系统中采集的细粒度频谱监测数据, 提出一种数据驱动的深度学习方法, 建模频谱模式, 并建立一套动态频谱接入访问框架。采用一种深度频谱生成模型指导频谱分配; 设计一种综合递归序列表征与场景特征嵌入的深度网络, 建模和预测短时频谱占用情况, 并由此提出一种动态信道接入策略。进一步, 利用软件无线电(SDR)平台实现一套跳频系统, 并将其与动态频谱接入策略进行集成。使用真实的历史频谱数据评估该系统的数据吞吐能力, 测试结果表明, 所提方法及构建的跳频系统能有效提高机会通信能力, 高效利用频谱资源。该频谱接入框架及 SDR系统实现具有较强的通用性, 易于集成到不同场景和频段的系统中。
认知无线电 动态频谱接入 频谱占用预测 跳频系统 软件无线电 Cognitive Radio dynamic spectrum access spectrum occupancy prediction frequency hopping system Software Defined Radio 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1343
