红外与激光工程
2021, 50(S2): 20210539
无信标捕跟瞄技术以通信光为信标光, 无需额外的信标光激光器, 在重量和功耗受限的卫星光通信应用中更具优势。针对低轨小卫星平台星间光通信, 对直接探测方式下的捕跟瞄链路进行功率预算分析,研究光通信终端的无信标捕跟瞄技术, 设计捕跟瞄流程, 并深入分析视轴抖动对捕获时间和捕获概率的影响, 提出剩余不确定区域计算方法。结果表明: 所设计的无信标捕跟瞄方法所需最大激光发射功率为0.135 W, 捕获时间为30 s, 捕获概率为95%, 能够满足低轨星间光通信链路要求。
星间 光通信 捕跟瞄 无信标 链路预算 inter-satellite optical communication ATP beaconless link budget 红外与激光工程
2017, 46(10): 1022002
1 北京空间飞行器总体设计部，北京 100094
2 北京市电磁兼容与天线测试工程技术研究中心，北京 100094
由于地球同步轨道 (GEO)的衰减周期长，累积效应突出，空间碎片对卫星安全产生日益严重的威胁，特别是地基设备无法观测的危险空间碎片。根据碎片分布与运动特性，开展地球同步轨道星载太赫兹雷达碎片预警技术研究。针对工作波长、目标尺寸与雷达截面积 (RCS)、观测范围与工作方式进行论证，完成雷达系统方案和仿真分析。雷达采用有源相控阵天线，天线尺寸为250 mm×250 mm，工作频率为 140 GHz，平均功率为 190 W。雷达能够在方位与俯仰 ±15°、距离为1.95~24.12 km内搜索与跟踪尺寸为 6.8 mm~15 cm的碎片，并对将要产生的撞击进行预警，预警时 间4~35 s。
地球同步轨道 星载雷达 危险空间碎片 太赫兹 搜索 跟踪 预警 Geosynchronous Earth Orbit space based radar dangerous debris terahertz searching tracking warning 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(2): 172
1 中国空间飞行器设计总体部，北京 100094
2 北京市电磁兼容与天线测试工程中心，北京 100094
3 北京理工大学 信息与电子学院，北京 100081
设计了一种用于太赫兹接收机的准光混频器。该混频器主要由肖特基二极管集成平面天线和高阻硅透镜2 部分组成，其中肖特基二极管的截止频率为3.5 THz。平面双缝天线、螺旋天线、对数周期天线分别与肖特基二极管进行一体化集成，再通过高阻硅透镜来消除介质表面波，以达到改善天线辐射性能的目的。所设计的准光混频器工作频率为340 GHz，并对该混频器的检波性能、方向图和混频性能进行了测试，其变频损耗小于15 dB。
太赫兹 肖特基二极管 准光混频器 terahertz Schottky diodes quasi-optical mixers 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(5): 673
北京理工大学光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
结合Abel变换和离散坐标法, 提出了一种基于CCD相机采集的单幅辐射图像重建轴对称发射-吸收介质内辐射源项分布的反演算法。通过在求解辐射正问题得到的准确值的基础上,添加随机噪声模拟试验测量数据, 分析了网格数目、辐射源项分布形式、吸收系数和测量误差对算法反演精度的影响。测试结果表明: 该算法对测量误差不敏感, 在有测量误差的情况下也能够准确的重建介质内的辐射源项分布。
辐射反问题 轴对称 辐射源项 Abel变换 离散坐标法 inverse radiation problem axisymmetric medium radiative source term Abel transform discrete ordinate method
北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
为了研究推进剂类型和铝粉含量对固体火箭发动机羽烟紫外辐射特性的影响，采用二维流场和三维辐射传输相结合的方式建立羽烟紫外辐射模型，模型中可考虑热发射、CO+O化学发光、OH自由基化学发光、以及不同状态和直径Al2O3颗粒辐射特性等紫外辐射机理。利用模型计算了双基、改性双基和复合推进剂羽烟的紫外辐射分布，并以复合推进剂为例，研究了铝粉含量对羽烟紫外辐射特性的影响。研究结果为紫外预警系统判断导弹的类型，以及导弹紫外隐身性能的提高提供了参考。
光谱学 固体推进剂 铝粉 OH自由基 羽烟 紫外辐射 光学学报
2012, 32(10): 1016002
1 北京理工大学光电工程系，北京100081
2 北京华北光学仪器有限公司，北京 100050
提出基于比例导引规律的弹道三维仿真方法，利用弹道仿真法计算了紫外告警系统的探测方位角以及规避时间，分析了来袭导弹距离、威胁方向对探测方位角的和规避时间的影响。结果表明：当导弹在一定距离外，探测方位角随导弹距离的减小而增大、随威胁方向的增大先增大后减小，并且飞机以某威胁方向飞行时，告警系统对某距离范围内的导弹探测方位角几乎没有变化，规避时间随威胁方向的增大而减小。
弹道 紫外告警 比例导引 探测方位角 trajectory ultraviolet warning proportional guidance
北京理工大学信息科学与技术学院, 北京 100081
基于FLUENT软件建立了导弹羽烟紫外辐射模型, 针对固体火箭发动机的羽烟中包含大量的高温反应气体和金属氧化物, 其中, CO+O的化学反应是紫外波段的主要辐射源, 氧化铝颗粒的热辐射与散射作用直接影响紫外辐射的能量分布等情况,按照氧化铝颗粒的直径分布服从Rosin-Rammler分布, 忽略气相的散射, 通过灰气体加权平均模型(WSGGM)来计算变化的吸收系数, 采用离散坐标法求解辐射传递方程, 给出了导弹羽烟紫外辐射分布仿真结果, 并与其他仿真结果进行了比较分析。
光谱学 火箭羽烟 紫外辐射 化学发光 氧化铝颗粒
