蒋金 作品数:19 被引量:59 H指数:5 供职机构: 空军工程大学理学院 更多>> 发文基金: 陕西省自然科学基金 陕西省科学技术研究发展计划项目 陕西省电子信息系统综合集成重点实验室基金 更多>> 相关领域: 电子电信 航空宇航科学技术 自动化与计算机技术 金属学及工艺 更多>>
外加磁场改善临近空间GPS通信研究 被引量:1 2016年 针对飞行器以高超声速穿过临近空间大气层产生的通信"黑障"问题,提出了外加磁场,改变电磁环境以解决通信黑障问题的方案。依据美国RAM C提供的飞行试验数据,建立磁化等离子体鞘套模型,通过数值计算方法分析了磁场强度、等离子体厚度、等离子体碰撞频率和等离子体电子密度对GPS信号传输的反射和衰减特性。综合分析仿真表明:对处于低频段的GPS信号,通过在航天器周围添加磁场,能够明显改善电磁波在等离子体鞘套中的传输性能,当外加磁场强度大于2T时,GPS信号在等离子体鞘套中的传输衰减值均在5dB以下,有效减缓了黑障对于电磁波传输的影响,达到了较好的通信状态。 周天翔 陈长兴 蒋金 任晓岳 胡明睿关键词:磁化 GPS 等离子体 适合临近空间通信的Ka/V双频口径耦合天线设计 被引量:5 2015年 为了减缓飞行器在临近空间高速飞行时产生的等离子体鞘套"黑障"对其通信影响,根据ITU分配的临近空间3区业务频段,设计了一种在Ka/V双频段工作的口径耦合微带天线。该天线在中间缝隙开一圆孔,通过改变圆孔大小实现双频工作,并组成1×4的天线阵列,实现了在Ka和V两个频段的通信。设计结果表明:在Ka频段的-10 d B带宽达到11.33%,V频段带宽达到2.52%,满足其在临近空间3区业务的通信频段。该天线易于实现,结构简单,可为临近空间通信飞行器天线设计提供参考。 陈长兴 蒋金 凌云飞 华伟民 陈强 任晓岳关键词:口径耦合 双频微带天线 磁化等离子鞘套中毫米波大气窗口的衰减 被引量:2 2016年 为了更好地利用目前紧张的频谱资源,解决临近空间通信"黑障"问题,选取高斯分布模型建立非均匀等离子鞘套,并结合4个在大气中具有高透过性的毫米波大气窗口,研究等离子鞘套外加不同强度磁场与无外加磁场情况下,毫米波大气窗口在其中传输的衰减情况受攻角和等离子鞘套碰撞频率改变的影响。仿真结果显示:外加不同强度磁场时会改变毫米波大气窗口的衰减值,但不会改变毫米波大气窗口在等离子鞘套中的传输规律。外加磁场是否改善毫米波大气窗口的传输性能需要综合考虑等离子鞘套与毫米波大气窗口的谐振频率。 凌云飞 陈长兴 蒋金关键词:高斯分布 电力系统DC-DC转换器优化控制仿真研究 被引量:4 2016年 针对数字控制DC-DC转换器用传统PID控制时响应速度慢、超调量大、抗干扰能力不强等缺点,提出了基于遗传算法和CMAC神经网络算法的PID控制方法及模型。通过设计系统数学模型、CMAC-PID控制器模型及仿真模型等,对所建的模型进行了仿真验证,用遗传算法在线整定PID参数,实时自适应调节;前馈型CMAC神经网络用来抑制DC-DC转换器的非线性干扰,确保系统的控制精度和响应速度。解决了传统PID控制中存在的超调量大、抗干扰能力弱等缺点。仿真结果与实验数据对比表明,模型具有超调量小、抗干扰能力强等优点。 华伟民 白鹏 蒋金 岳学磊关键词:转换器 遗传算法 仿真 不同入射角度下等离子鞘套中C波段电磁波传输特性 被引量:1 2016年 为解决临近空间通信黑障问题,研究了不同入射角对等离子体鞘套中C波段(4~8 GHz)电磁波传输特性的影响,分别采用均匀等离子体模型与高斯分布非均匀等离子体模型,根据电磁波在分层介质面的反射和透射传播原理,对不同角度下C波段通信电磁波的传输性能进行计算和对比分析.结果表明,入射波频率的增加以及入射角的减小有利于降低C波段的衰减值,提高透射率,使通信电磁波更有效地穿透等离子体鞘套,为解决临近空间通信黑障问题提供了理论依据. 凌云飞 陈长兴 蒋金关键词:C波段 临近空间等离子体鞘套对太赫兹波传播特性分析 被引量:6 2015年 针对高超声速飞行器在临近空间巡航时出现的通信"黑障"问题,根据RAM C提供的飞行试验数据,建立一维等离子体鞘套模型,通过数值计算分析了等离子体与太赫兹波的相互作用机理,并从等离子体厚度、等离子体电子密度、等离子体碰撞频率和太赫兹波入射角等条件得到了太赫兹波在等离子体鞘套中的传输特性曲线。仿真结果表明:把太赫兹波段作为临近空间平台通信,有利于解决"黑障"问题,其中在大气窗口0.22THz处的衰减均在30dB以下。此论证结果可为临近空间平台设计的高超声速飞行器选用通信频段时提供参考。 蒋金 陈长兴 任晓岳 周天翔 陈婷 周弘毅关键词:太赫兹波 等离子体鞘套对北斗卫星信号传输影响分析 被引量:1 2016年 飞行器穿越大气层时,表面覆盖的等离子体鞘套会对通信信号的传播产生影响,甚至造成通信黑障。现实中通过实验分析等离子体鞘套对北斗卫星信号传输影响十分困难。从电磁波在等离子体中的传播理论出发,分析建立了等离子体鞘套与北斗卫星制导信号相互作用的数学模型;利用数值分析方法考察了各种因素对北斗卫星制导信号传播特性的影响。得到了均匀非磁化等离子体中北斗卫星制导信号的频率、等离子体密度、等离子体碰撞频率和等离子体厚度的变化规律。仿真结果表明,可以为解决通信黑障问题提供参考。 周天翔 陈长兴 蒋金关键词:北斗卫星 基于短时傅里叶变换的Duffing振子微弱信号检测 被引量:7 2015年 研究了Duffing振子信号检测过程中混沌、间歇混沌和大周期状态的时频特征,提出了一种基于检测统计量的任意频率信号检测方法。通过对系统不同状态下的输出序列进行短时傅里叶变换(STFT)发现,等幅线和三维时频分布能够体现出不同状态的显著差异,且可以完全区分出每一种状态。从构造统计量的易实现性出发,用三维时频分布中的幅时曲线作为衡量不同状态的依据,并将不同频率对应的幅时曲线的均值最大量作为检测统计量,该统计量的计算可以借助快速傅里叶变换(FFT)操作提高时效性。在此基础上,引入频率控制单元,给出了任意频率信号的检测方法步骤,方法的关键是将检测统计量最大值处所在的频率作为待测信号频率范围的一个端点,另一个端点为毗邻的两个检测统计量值较大者所在频率点。实验给出了不同状态的检测统计量范围,进而以此范围为判据,实现了振子对任意频率信号的检测,说明了方法的可行性,为Duffing振子信号检测问题的研究提供了一种新的思路。 牛德智 陈长兴 陈婷 任晓岳 王卓 程蒙江川 蒋金关键词:DUFFING振子 短时傅里叶变换 信号检测 ULA中基于LS-ICA的短时高效DOA估计 2015年 研究了均匀线阵(uniform linear array,ULA)的波达方向(direction of arrival,DOA)估计问题,提出了一种能充分利用阵列结构上来波数据的信号处理方法进行角度估计。所提方法的关键是采用天线阵列因子的实部来构造新的信号接收模型,进而通过独立分量分析(independent component analysis,ICA)对接收信号进行盲分离,用最小二乘(least square,LS)法求解入射信号的角度,同时给出了天线阵元间距应满足的条件。仿真表明,与多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)方法相比,本文方法能够适应阵元间距的变化,在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)时估计性能以及角度分辨力均较优,通过一步粗估计就可获得较高精度且具有实时性,均方根误差(root mean square error,RMSE)向克拉美-罗界(Cramer-Rao bound,CRB)的逼近程度也说明了新方法的优势,此外还可以采用细估计来提高估计精度。 牛德智 陈长兴 陈婷 陈强 任晓岳 蒋金 程蒙江川关键词:均匀线阵 波达方向 独立分量分析 信噪比 飞行器临近空间通信信号传输特性研究 被引量:3 2016年 在空间通信信号传输优化的研究中,飞行器以高超声速在临近空间巡航时产生等离子鞘套,严重影响通信信号传输性能。当前通用C波段在等离子体中衰减较大,太赫兹波段传输性能也仍需进一步优化。为解决以上问题,依据NASA实验数据,建立一个电子密度为高斯分布的非均匀等离子鞘套模型,使用有限时域差分法(FDTD)分析C波段与太赫兹波段在非均匀等离子鞘套中的传输特性,研究电子密度分布陡峭程度和峰值点的变化对其传输性能的影响。仿真结果表明,电子密度峰值点移动会使电磁波透射率与衰减值在等离子鞘套总厚度的中点处出现拐点,增加电磁波频率有利于电磁波穿透等离子鞘套,电子密度分布陡峭程度减小有利于通信电磁波传输,为提升飞行器临近空间通信信号的传输性能提供了参考。 凌云飞 陈长兴 蒋金关键词:太赫兹波段