强激光与粒子束
2024, 36(2): 025007
1 强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学),武汉 430074
2 华中科技大学 电气与电子工程学院,武汉 430074
电磁发射的能力主要取决于脉冲功率电源系统,脉冲功率电源的优化是电磁发射技术取得进一步突破的关键技术之一。电感储能型脉冲功率电源在能量密度方面有很大优势,具备深远的发展潜力。基于串联充电和并联放电的XRAM型脉冲功率电源具有结构简单、可扩展性强的优点。分析了多级XRAM电源拓扑结构中二极管器件的工作原理,按照功能分类,提出了简化二极管器件数量的方案。建立了基于ICCOS的30级XRAM型脉冲功率电源带轨道炮负载的仿真模型,每5级为一个电源模块,系统总储能为365 kJ,发射效率近20%。通过对比简化前后模型性能指标的仿真结果,证明了简化第一级的下臂二极管不利于多级电源的运行。简化多级拓扑中的最后一级逆流电容串联二极管,以及在优化逆流电容参数的前提下简化充电晶闸管的反并二极管,对电源模块的放电电流没有明显影响。
电磁发射 电感储能 XRAM 二极管 模块化 electromagnetic launching inductive pulsed power supply XRAM diode modularization 强激光与粒子束
2024, 36(2): 025002
中国电子科技集团公司 第十研究所,四川 成都 610036
现有无人机(UAV)测控终端设备综合化程度不高,互通能力较差,不能满足未来无人机的模块化、综合化、通用化发展趋势。针对上述问题,采用“系统高度集成+功能综合可重构”的模式,提出一种可适用于机载,也可适用于地面的无人机综合一体化测控终端设计。采用标准模块构建开放式硬件平台,实现高集成综合处理能力;设计了动态重构的通信波形加载机制,完成通用测控链路中通信体制的在线更新及升级;进行标准化通信协议研究,提供不同型号测控链路的互联互通基础。实测结果表明,该设计可在数分钟内完成动态重构并有效支撑不同任务。
无人机 测控终端 综合一体化 模块化 可重构 Unmanned Aerial Vehicle Tracking Telemetry and Command terminal integration modularization reconfigurable 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 788
1 中国科学院 近代物理研究所,兰州 730000
2 中国科学院大学,北京 100049
3 兰州理工大学,兰州 730050
武威和兰州重离子加速器使用回旋加速器作为其注入器。回旋加速器为该装置的同步加速器提供10 µA的碳离子束流以满足其物理需求。而径向探针则是安装在回旋加速器内部实现束流流强和圈图测量的重要束诊元件。径向靶头上的束流信息经前端电子学拾取后会进一步进入数据采集系统,最终实现回旋加速器的束流流强和圈图测试。其中,径向探针的前端电子学采用皮安表,数据采集系统基于实时操作系统和FPGA技术。介绍了径向探针的机械结构设计,并分析了探头有无水冷结构的热结构;描述了控制系统软硬件架构,可以实现10 kHz的数据和位置信息的同步采集。最后,还介绍了探针机械和控制系统的实验室测试和验收标准以及在束测量结果。
HIMM 回旋加速器 径向探针 模块化 OPC UA HIMM cyclotron radial detector modularity OPC UA 强激光与粒子束
2023, 35(10): 104004
航空工业西安航空计算技术研究所, 西安 710000
综合模块化航空电子(IMA)系统可以在有效提高系统效率的同时减少资源的分配, 但集成工作增加了系统的复杂性, 同时使系统的故障在综合过程中传播到其他系统, 这对系统的安全性也有很大的影响。传统的系统安全分析方法主要依赖于工程经验和个人技能, 存在忽视系统故障状态和误判故障影响的局限性。为了解决该问题, 提出了一种新的综合模块化航空电子系统安全分析方法——模型检测, 使用遍历算法搜索所有系统状态。这种分析过程的使用在实现自动化的同时减少对工程经验的需求。该方法在综合模块化航空电子系统安全分析中的实用性得到验证, 在系统需求规格的基础上给出了分析过程, 利用模型检测工具NuSMV进行安全性分析。该方法能够自动识别出引起顶层事件的最小故障组合, 从而达到传统故障树分析的目的, 最终通过案例分析表明了该方法的实用性。
综合模块化航空电子系统 安全性 系统分析 模型检测 integrated modular avionics system safety system analysis model checking
针对战场态势感知、环境污染监测以及应急减灾等领域对全天候、全天时遥感信息的应用需求,提出了一种可见光/红外一体化空间遥感成像方案,工作谱段覆盖可见光全色/多光谱、中波红外和长波红外,不同谱段的空间分辨率分别可达到为2 m/8 m、8 m和16 m,成像幅宽大于15 km。分析确定了光学系统技术指标参数,提出了可见光/红外共口径模块化光学系统设计方案,完成了各模块光学系统和整体光学系统的设计与分析。设计结果表明,各模块光学系统和整体光学系统的成像质量均接近衍射极限,各模块光学系统可进行单独装调和测试评价,有利于实现可见光/红外复杂光学系统的模块化研制,有效降低多谱段、多焦距、一体化复杂光学系统的研制难度和研制周期,具有较高的工程应用价值。
光学设计与制造 光学遥感 可见光/红外 共口径 模块化 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0122001
针对综合模块化航电(IMA)架构双层调度中的资源分配问题, 提出一种基于混沌Logistic映射自适应NSGA-Ⅱ算法的双层资源分配方法。首先, 根据IMA架构任务调度及分区调度要求, 同时考虑资源分配均衡性因素, 分别构建分区资源分配模型和节点资源分配模型; 其次, 采用改进NSGA-Ⅱ算法对模型进行优化求解, 引入混沌Logistic映射生成初始种群, 提升初始种群的遍历性, 并采用自适应交叉、变异算子增强算法的搜索性能和收敛速度; 最后, 选取不同规模的算例进行实验, 结果表明, 所提方法能够有效解决IMA架构的资源分配问题, 提升分配效率并优化分配结果。
综合模块化航电 资源分配 混沌映射 自适应算子 改进NSGA-Ⅱ算法 IMA resource allocation chaotic mapping adaptive operator improved NSGA-Ⅱ algorithm
红外与激光工程
2022, 51(9): 20210939
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
为了进一步提高合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)面对海量回波数据的实时成像处理能力,基于4f光学结构对SAR实时成像光学处理器进行了光机系统设计和分析。首先,设计了适用于滤波算法的入瞳直径21 mm、视场角7°、焦距172 mm的傅里叶变换透镜,并对4f光学系统采取紧凑化设计。然后,利用集成优化方法优化了4f光机结构中的柔性镜座,并对整体结构进行了模块化设计和分析。分析结果表明:4f光学系统成像质量趋于衍射极限,傅里叶变换透镜的MTF在55 lp/mm处优于0.57,4f光机系统在常温1
g重力工况下透镜面形RMS值小于
,整体结构基频大于100 Hz。4f光学处理器整体尺寸为405 mm×145 mm×92 mm,质量约为2.94 kg,其体积、质量分别仅是同等SAR数据处理水平的斜平面光学处理器的30%、48%。通过数据的模拟仿真,表明系统设计满足星载或机载的实时成像使用需求。
合成孔径雷达 实时成像处理 紧凑化设计 模块化设计 synthetic aperture radar real-time imaging processing compact design modular design