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面向深空探测耐极端环境的新型宽温域钠固态电池
杨偲赈, 李宗佑, 张建国, 于琪瑶
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0075
摘要(661) HTML全文(130) PDF 6042KB(88)
摘要:
为满足深空探测、极地观测等极端环境下对能源系统宽温域适应性与高安全性的迫切需求, 设计并制备了一种新型有机–无机复合钠固态电解质, 用于构建宽温域高性能钠固态电池. 研究采用具有钙钛矿结构的甲胺氯化铅(MAPbCl3)作为无机离子导体, 与海藻酸钠(SA)及多官能团单体ETPTA复合, 并通过原位紫外光引发聚合, 形成稳定致密的聚合物网络骨架, 实现无机填料的均匀分散与界面紧密结合. 电化学测试结果表明, 该复合电解质在室温下表现出较高的离子电导率(5.65×10–4 S·cm–1)和Na+迁移数(0.65), 显著优于非原位分散体系. 在–40～80 ℃温域内, 组装的NVP|MSE-s|Na全固态电池在50 mA·g–1电流密度下循环500圈后, 容量保持率达71.5%, 且仍能保持稳定循环与良好的倍率性能. 进一步分析表明, 原位构建的复合结构显著改善了电解质/电极界面的相容性, 提高了热稳定性与机械强度, 有效抑制枝晶生长. 研究表明, 该复合电解质可实现宽温域稳定运行与长期循环, 为极端环境下钠固态电池的发展提供了一种具有前景的材料体系.
Ka波段星载海面散射回波多普勒谱分析与质心估计
于淼淼, 朱迪, 董晓龙, 张敬钰
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0072
摘要(624) HTML全文(115) PDF 4373KB(102)
摘要:
海表动力学参数体现了海洋物质能量平衡、气候变化等重要海气相互作用过程. 在星载测量条件下, 对较高卫星平台运动速度与海表动力学参数共同作用的回波多普勒特性的研究十分必要. 利用线性叠加理论, 建立随时间变化的动态海面模型. 基于全球海表流场多尺度结构观测卫星计划(OSCOM)所拟定的卫星参数, 主要分析风参数对回波多普勒特性的影响. 随着风速的增加, 回波多普勒偏移明显增大. 在顺轨向观测时, 回波多普勒质心偏移量在顺逆风向上略微不对称, 约90°风向时达到最小值. 此外, 当海面风速为10 m·s–1时, 风区长度由不成熟海浪成长为充分发展的海浪时, 长波的倾斜调制增强, 多普勒速度估计相差0.56 m·s–1. 考虑风速为10 m·s–1, 观测方向与风向相同时, 破碎波对Ka波段后向散射系数的贡献. 相比于不考虑破碎波情况的多普勒质心偏移约为71.4 Hz, 导致对径向速度估计相差约为0.3 m·s–1.
面向空间应用的10 THz焦平面成像系统冷光学设计
李家辉, 马跃学, 朱皓天, 全加, 刘子尧
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0088
摘要(582) HTML全文(96) PDF 5465KB(77)
摘要:
空间被动探测的目标信号通常非常微弱, 并且探测系统需要实现高灵敏度和低噪声的要求. 此时, 冷光学的引入成为必然——通过将光学器件(例如透镜和反射镜)集成到低温环境中, 并结合低温探测器, 实现探测需求. 但由于星载设备的冷量有限, 对传统的光学设计提出了约束与实现难度. 基于冷光学理论, 提出了一种基于多重反射的冷光学模型, 并依据该模型对窗口尺寸进行了优化. 完成了10 THz焦平面阵列成像系统方案设计与漏热计算, 系统采用脉冲管耦合节流制冷的空间制冷技术. 完成了冷光学实验, 理论模型与实验结果相互印证.
基于卫星遥感的海浪斜率方差验证与差异原因分析
郎姝燕, 胡暐平, 李秀仲, 李雨阳, 赵新华
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0076
摘要(595) HTML全文(100) PDF 2957KB(88)
摘要:
海面斜率方差MSS(Mean Square Slope)是海洋微波遥感领域表征海面粗糙度的关键参数, 对研究海气耦合过程及海洋气象监测意义重大. 对中法海洋卫星CFOSAT(China France Oceanography Satellite)搭载的海浪波谱仪SWIM(Surface Waves Investigation and Monitoring)和旋风全球卫星导航系统CYGNSS (Cyclone Global Navigation Satellite System)所反演的MSS展开对比分析. SWIM 通过拟合不同入射角和方位角下的二维归一化雷达后向散射截面反演MSS, CYGNSS则在初步观测基础上减去一个校正量以获取局地风引起的MSS. 对2023年1月数据进行时空匹配后进行直接对比, 发现小风速下SWIM反演的MSS大于CYGNSS, 而风速超过约7m·s–1时CYGNSS的MSS大于SWIM反演的MSS, 这主要归因于二者微波波段不同及CYGNSS反演过程中减去涌浪产生的 MSS校正量. 利用Elfouhaily谱模型对SWIM MSS校正后, 二者平均偏差约为0.03, 随机均方误差为0.0323, 此误差源于涌浪产生的MSS及截止波长差异. 研究结果明确了两种星载传感器反演MSS的差异与误差来源, 为MSS数据校准及后续海洋研究与应用提供了重要参考.
磁通门传感器开环测量温漂特性
蒋娇, 周斌
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0055
摘要(640) HTML全文(115) PDF 4200KB(90)
摘要:
磁通门传感器具有随温度测量漂移的效应, 在对磁通门传感器开环和闭环测量电路的原理进行分析后, 研究了开环测量状态下磁通门传感器自身特性随温度变化的规律, 为闭环测量的温漂抑制提供了试验依据. 根据磁通门基本原理, 推导了开环测量和闭环测量的电路传递函数, 分析出开环测量的误差因素相比闭环测量更能直接反映出传感器自身特性. 通过双运放带通滤波器选通二次谐波并进行锁相放大测量, 可有效实现磁通门开环信号幅值与相位的测量. 根据磁通门传感器不同性能参数的特点, 设计性能温度试验. 在–40℃～+80℃的温度范围内, 试验结果表明, 磁通门传感器的零点漂移不超过±0.5 nT, 信号相位漂移达到60°, 开环增益变化为±5%左右, 噪声在4～7 pT·Hz1/2@1 Hz之间. 磁通门传感器开环测量仅信号相位出现了显著变化, 而闭环测量中相敏解调环节对信号相位具有高度敏感性, 通过试验可见磁通门信号相位漂移会导致闭环测量的零点出现显著漂移.
南极球载天文观测
周江华, 程骏飞, 蔡榕, 刘继峰, 杨燕初, 甘庆波, 闫代康, 黄宛宁, 李一健, 卢莹, 崔宇轩
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0191
摘要(309) HTML全文(82) PDF 24590KB(75)
摘要:
南极大气凭借极低水汽含量和多种波段高透射率成为天文观测的绝佳地点之一. 尤其是其独特的极昼条件和稳定的极地涡旋, 为科学气球实现长时间定高飞行与绕极漂流提供了有利条件, 使科学气球成为低成本、高效率的观测平台. 1984年以来南极科学气球以美国麦克默多站为主要发放基地, 已完成数百项球载观测实验. 其中天文观测占主要部分, 涵盖粒子天体物理与非粒子天体物理两大领域, 涉及宇宙微波背景辐射测量, 星系太赫兹与宽波段光谱成像, 中微子与反物质观测等多项科学实验. 本文基于公开文献, 针对南极地区开展的高空球载天文观测实验进行系统综述, 并对中国南极气球基地建设进行展望: 开展环极长时间气球天文实验, 对提升中国的科学竞争力、增强南极地区的国际话语权具有重要意义.
基于子午工程气辉成像观测的中高层大气波动智能识别及关键参数提取
赖昌, 汪鹏超, 李钦增
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0081
摘要(689) HTML全文(118) PDF 4116KB(91)
摘要:
针对子午工程海量气辉图像高效处理需求, 研究基于机器学习技术构建了大气重力波与中尺度行进式电离层扰动智能识别及参数提取工具. 通过卷积神经网络分类模型筛选晴朗夜空环境图像, 准确率达99%(OH气辉图像)与96.9%(OI气辉图像); 结合快速区域卷积神经网络定位波动结构, 交并比超过75%. 对大气重力波采用基于二维傅里叶变换的波长、传播方向与水平速度提取方法, 对中尺度行进式电离层扰动采用Canny边缘检测与线性拟合提取波动参数. 根据输出的参数数据集统计了大气波动的长期趋势, 丹东站点(40.0°N, 124.0°E) 通过OH气辉观测到的大气重力波发生率在冬夏两季达到峰值, 呈现明显的双峰分布特征, 传播方向冬夏季分别集中在西南方向和东北方向. 兴隆站点(40.2°N, 117.4°E)通过OI气辉观测到的中尺度行进式电离层扰动事件, 94%的传播方向主要集中分布于西南方向(方位角200°～230°). 这些统计特性与文献中的统计规律一致, 说明基于大气波动参数数据集进行的统计分析是可靠的. 本工具解决了传统人工分析效率低、主观性强的问题, 为大气波动长期统计研究提供了可靠的数据支撑, 数据集已经开源, 程序也即将上网.
一种用于CCSDS凿孔卷积码的最大后验概率译码算法
顾雪晨, 范亚楠, 闫毅, 李雪, 姚秀娟
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0058
摘要(527) HTML全文(118) PDF 3463KB(74)
摘要:
针对CCSDS标准中凿孔后的卷积码在维特比译码算法下存在编码增益损失的问题, 提出了用于该码型的一种最大后验译码算法, 通过在网格图上进行似然信息的前向和后向更新, 获得每个输入信息位的最大后验对数似然比信息, 降低由凿孔所带来的信道似然信息丢失, 从而提升凿孔卷积码的译码性能. 仿真分析结果表明, 本文所提译码算法可降低CCSDS凿孔卷积码的误比特率, 提升编码增益, 且码率越高, 误比特率降低越显著, 相比于维特比译码算法, 在5/6和7/8码率下, 所提算法可将编码增益分别提升0.2 dB和0.6 dB, 其计算复杂度与Viterbi译码算法相当, 具有较好的实际工程应用价值, 可用于提升现有空间通信系统的可靠性.
月球阿波罗与嫦娥任务10个典型着陆区撞击坑数据库: 小撞击坑数据库构建与分布规律
刘方超, 张立, 郭弟均, 刘斌, 谢彬, 吕英波, 陈剑, 凌宗成
, doi: 10.11728/cjss2026.03.2025-0135
摘要(395) HTML全文(167) PDF 10232KB(78)
摘要:
月球是撞击坑保存最完整的内太阳系天体, 拥有就位探测数据和返回样品的月球典型着陆区是认识撞击事件和撞击改造效应的重要研究对象. 其中小撞击坑对月壤的形成和演化具有重要影响, 但是现有的月球撞击坑数据库对直径<100 m的小尺度撞击坑覆盖不足. 因此, 本文筛选太阳入射角在50°～70°之间的月球高分辨率LROC NAC影像, 制作了覆盖10个着陆区20 km×20 km的镶嵌数据, 利用改进的YOLO11+SAHI深度学习模型对这10个着陆区中直径≥15 m的撞击坑进行自动提取, 经人工校验后建成了含359844条记录的撞击坑数据库. 系统构建了覆盖6个阿波罗任务与4个嫦娥任务共10个典型着陆区、直径≥15 m的撞击坑数据库, 且数据库中的撞击坑数据完整性优于现有研究. 进一步分析小尺寸撞击坑的密度分布与直径–频率分布特征. 本数据集可为月球地质年代标定、撞击通量演化、月表过程研究及样品分析提供高质量数据支持, 并为未来的撞击坑智能识别模型提供训练与验证基础.
空间引力波探测无拖曳卫星有限频域抗扰控制器设计
徐乾蛟, 崔冰, 王鹏程, 夏元清, 张永合
, doi: 10.11728/cjss2024.05.2024-0022
摘要(1467) HTML全文(681) PDF 5881KB(83)
摘要:
在空间引力波探测任务中, 有限测量频域约束以及高精度控制指标使双参考质量无拖曳卫星控制器设计面临诸多技术难题. 基于此, 本文提出了一种基于广义Kalman-Yakubovich-Popov(GKYP)引理的有限频域抗扰控制器设计方法. 针对探测任务中指定频段内的性能约束, 结合灵敏度和补灵敏度控制指标, 在指定频段下构建了具有频率响应函数形式的有限频域控制性能指标. 提出了具有固定阶数特性的输出反馈控制结构, 并基于GKYP引理建立了控制器参数选取方法, 构建了有限频域抗扰控制器设计方法. 不同于现有的无拖曳控制器设计方法, 该设计方法可以有效降低控制指标的保守性, 同时在指定频段下实现了控制器的精确设计, 从而降低控制器阶数. 数值仿真表明, 本文所提方法在复杂扰动和噪声影响下可以满足无拖曳系统各回路控制性能指标.

期刊介绍

ISSN 2097-7689       CN 11-1783/V

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