航天电子技术精选(九篇)

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第1篇：航天电子技术范文

为了满足现代卫星对数传发射机更高的设计要求，得益于数字调制技术的不断发展，本文阐述了星用X频段数传发射机的一体化、小型化设计，并与传统数传发射机设计进行了比较，详细介绍了X波段双机一体化、小型化数传发射机的组成原理、设计方案和实现方法，最后通过和传统数传发射机的性能进行比较，并给出了测试结果。

【关键词】数传发射机 X波段 数字调制

1 概述

随着中国卫星事业的蓬勃发展和现代通信技术的迅速发展，卫星所承载的功能越来越多，星上的空间资源越来越紧张，对包括数传发射机在内的星上产品设计要求也越来越高。产品设计中，需要综合实现高可靠性、小型化、轻量化和低功耗的要求。因此，研究高频段、一体化、小型化的星载数传发射机设计技术，对我国卫星数传系统技术发展具有积极意义。

2 数传发射机设计方案

数传发射机是卫星系统的重要组成部分，承担卫星星上业务数据向地面传输的功能。传统的卫星数传发射机，采用“中频调制+上变频”设计技术，在变频环节会产生非线性失真，从而影响产品性能。随着微波直调以及微波合成技术的发展，本文阐述了采用直接射频调制技术，实现了X波段一体化、小型化的数传发射机设计。

X波段一体化、小型化发射机，按照前端输入时钟，接收前端输入的数据进行LDPC编码，完成电平转化后直接送入X波段QPSK调制器中进行调制输出。本地恒温晶振产生基频信号，经过65次倍频器倍频到X波段，将X波段频率信号作为QPSK调制的本地载波信号。已调QPSK数据信号，经过匹配微带板输出到后级功放后，由天线发射出去，完成数据传输。目前方案采用双机一体化设计，互为工作备份。

X波段一体化、小型化发射机采用QPSK直接调制符合CCSDS技术规范，QPSK调制是目前应用较多的一种调制方式，广泛用于1.2Gbps以下速率的编码调制器中。在微波直接调制器的设计中，是两路BPSK进行合成，载波频率经过90°功分分成两路分别与I、Q两路数据进行BPSK调制，两路BPSK数据通过0°合成器进行合成输出。QPSK信号具有频带宽，隔离度好和抗干扰强等优点。

设计方案中，微波器件采用微波集成电路模块，提高了产品设计集成度和可靠性，同时减少了体积和重量。此外，采用了倍频器直接倍频技术，不仅避免了传统倍频方案带来的非线性失真，同时改善了发射机输出的频谱特性。

3 测试结果

本文设计的X波段一体化、小型化数传发射机方案，已经成功应用于某卫星型号中，通过数传发射机的硬件设计、软件设计和调试后，对产品主要性能指标进行了测试，并与传统数传发射机设计进行了比较，测试情况见表1所示。由表可见，测试指标都是符合当初的设计指标的，比传统的数传发射机性能指标更加优良。

由表1以及图2、图3可以看出，该方案完成了X波段双机一体化、小型化数传发射机的设计，实现了一体化、小型化和轻量化的设计目标，相比传统产品，数传发射机的调制性能和信道传输特性有了较大提升和改进。

4 结论

本文设计的X波段一体化、小型化数传发射机方案，已经成功应用于某卫星型号中，所设计的数传发射机，在性能指标上优于传统产品，在产品重量、体积和功耗等方面获得了较大提升，对今后星上产品的小型化、轻量化设计工作具有积极意义。

参考文献

[1]姜亚祥，谢春坚.S波段轻、小型化数传发射机设计[A].中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集（下册），2006，596-600.

[2]张倩，李刚，唐浩.高速数传X波段发射机的设计与实现[J].空间电子技术，2003（4）：52-57.

[3]钱澄.微波.QPSK调制器的性能分析[J].微波与卫星通信.1997，55-59.

作者简介

李广才（1980-），男。硕士研究生学历。现为上海航天电子技术研究所工程师。研究方向为卫星通信、数传通信。

第2篇：航天电子技术范文

日前，用于发射神舟十号飞船的二号F火箭在中国运载火箭技术研究院顺利通过总装质量验收评审，并转入测试阶段。该火箭将于春节前完成所有出厂测试工作，预计4月出厂。

（航讯）

长五全箭振动实验拉开序幕

2012年12月28日，随着指挥员发出“起吊”命令，五号运载火箭助推器开始吊装进入新一代全箭振动塔，这意味着五号运载火箭全箭振动试验拉开了序幕，这也是中国新一代全箭振动塔迎来的第一个试验部件。

据介绍，五号全箭试验件将于近期全部吊装进入振动塔并完成组装，之后将开展五号运载火箭全箭振动试验。振动试验将包括20余个飞行秒的测试，不仅可为五号安全飞行提供可靠参考，还可为后续的模拟仿真试验收集参考数据。据了解，试验期将持续一年左右，如果通过本次试验，五号将正式具备进入太空的能力。

（航讯）

固安航天科技产业园奠基

2012年12月16日，中国航天科技集团公司与河北省廊坊市人民政府签署战略合作框架协议。当日，固安航天科技产业园先期启动项目也正式动工，此举是集团公司积极培育航天技术装备、卫星应用、新材料、新能源、节能环保等战略性新兴产业，实现企地经济融合互动的一项重要举措。

依据协议，航天科技集团公司将安排具有技术优势和良好发展前景的航天技术应用产业和战略性新兴产业进驻园区，大力推进科技平台、产业园区和产业化基地建设，在科技研发、科技成果转化、产业发展等方面加大投入，促进科技创新、人才集聚与资源整合，与廊坊市共同打造高端航天科技产业园区。（杭文）

希望一号卫星在轨稳定运行三周年

截至2012年12月，由中国航天科技集团公司所属航天东方红卫星有限公司抓总研制的希望一号卫星已在轨稳定运行三周年，超出设计寿命两年时间。该卫星于2009年12月15日在太原卫星发射中心由四号丙运载火箭送入太空，圆满完成了中国科协和中国宇航学会主办的各项飞行任务和多项活动，目前仍在轨稳定运行。

（杭文）

北斗导航系统任务团队荣膺“中国经济年度人物创新奖”

2012年12月12日，CCTV第十三届“中国经济年度人物”评选揭晓，中国航天科技集团公司北斗卫星导航系统任务团队荣膺“中国经济年度人物创新奖”，北斗卫星总指挥李长江、总设计师谢军和杨慧；长三甲系列火箭总指挥岑拯、总设计师姜杰参加颁奖典礼。

继天宫一号与神舟八号交会对接任务团队2011年获得CCTV经济年度人物年度大奖后，北斗卫星导航系统任务团队成为了第二支荣获该系列奖项的中国航天科技集团公司团队。（航讯）

航天新能源装备制造产业园落户武威

2012年12月10日，中国运载火箭技术研究院所属万源国际（集团）有限公司与甘肃省武威市签署项目合作协议，标志着“中国航天武威新能源装备制造产业园”项目即将落户武威，企地双方将共同打造以风光互补发电、先进风电机组成套设备和发电机、叶片、变流器等关键部件制造为主的新能源产业链。

（航讯）

航天科工与北京大学携手共建创新体系

2012年12月17日，中国航天科工集团公司与北京大学签署战略合作协议，建立长期、全面、深入的战略伙伴关系，在学术、技术和人才培养等方面进一步加强合作，深化协同创新，促进共同发展。根据协议，双方将通过合作研发、共同培育项目、联合申报与建设创新平台、资源共享、成果转化等模式，重点在空间探测、微处理器及系统、微电子技术、量子技术、化学与分子工程技术、航天防务专用技术等领域开展学术、技术合作，进行高新技术、新产品、新工艺联合研发。同时，大力实施人才战略，在人才培养方面加强校企合作。

（航讯）

北京光纤技术中心揭牌

北京市光纤传感系统工程技术研究中心近日在中国航天电子技术研究院揭牌，15位光纤传感行业内专家组成了工程技术中心第一届技术委员会。

该中心依托于时代光电公司，主要用于开展光纤传感系统方面的重大关键性、基础性和共性技术研发，推动具有广阔应用前景的光纤传感类科研成果工程化和产业化。

按计划，该中心将在未来3年～5年中进行光纤传感系统基础技术研究和产品工程化技术研究，完善光纤传感系统的产业链建设，推出更多具有核心自主知识产权、具有国际先进水平的光纤传感系统系列产品。（杭文）

神九任务团队被授予“影响中国”年度科技人物

近日，2012“影响中国”年度人物颁奖典礼在京举行，学界、企业界、教育界、文化界等人士齐聚一堂，共同见证2012“影响中国”年度人物揭晓。中国航天科技集团公司神舟九号与天宫一号载人交会对接任务团队荣获“影响中国”2012年度科技人物大奖。长二F火箭系统总设计师荆木春、载人飞船系统总设计师张柏楠、空间实验室系统总设计师朱枞鹏作为团队代表上台领奖（如图）。

“影响中国”年度人物评选由《中国新闻周刊》、中国新闻社主办，自2009年以来，每年评选表彰一年来对推动中国社会进步、发展作出杰出贡献的个人或团体，受到国内外舆论的广泛关注。

（杭文）

乐凯公司完成整体改制

2012年12月26日，中国乐凯集团有限公司（乐凯公司）在保定揭牌，正式由全民所有制企业成为中国航天科技集团公司独资的有限责任公司。

改制后，乐凯公司注册资本为26亿元人民币，公司名称由“中国乐凯胶片集团公司”变更为“中国乐凯集团有限公司”，建立了现代法人治理结构。目前，乐凯公司已经从传统的感光材料制造商，转型为在高性能膜材料、数字印刷材料、图像信息及新能源材料、精细化工材料领域中集研发、制造、服务于一体的现代化企业；产品涉及四大业务体系100多个品种，在国内建有完善的营销服务网络；拥有“乐凯”和“华光”两个中国驰名商标。（航讯）

航天科工首个国家重点实验室挂牌成立

第3篇：航天电子技术范文

一、EDA技术的含义及应用现状

在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA 技术就是以计算机为工具，设计者在 E-DA 软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信号处理的结晶，也是现代电子工程的最重要的应用技术。

自从该技术研发至今，已经得到了广泛的应用，现在对EDA的概念或范畴用得更加宽。包括在机械、通信、电子、航空航天、矿产、化工、医学、生物、军事等各个领域，都有EDA的应用，这种技术的应用不仅得到了良好的效果反馈，也为所在的领域的发展起到了极大的促进作用。同时，EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面发挥着重要的作用，因其包含的技术的先进性，致使其相关的产品的研发有很大的技术研究价值。在技术教学方面，现在几乎所有理工科类的高校都有开设了EDA课程，成为了理工科的学生，尤其是电子类专业的学生必修的科目，也是学生们了解目前的科研方向和市场动向的一个有效的途径。主要的目的是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用 EDA 工具进行电子电路课程的实验验证并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具（如multiSIM、PSPICE）和PLD开发工具（如Altera/Xilinx 的器件结构及开发系统）。科研方面主要利用电路仿真工具（multiSIM或PSPICE）进行电路设计与仿真，可以在仪器和工具的设计阶段有效的解决各种电路的假设与试验，大大的提高了设计人员的工作效率；利用虚拟仪器进行产品测试，作为流水线的一个重要环节的产品测试，对于该技术的应用也有着非常重要的意义；将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中；从事PCB设计和ASIC设计等。在产品设计与制造方面，包括计算机仿真，产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真，生产流水线的EDA技术应用、产品测试等各个环节可以大大的提高流水线的作业效率，节省了人工。EDA软件经过多年的发展，其功能也日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途，极大的丰富了软件的作用。如 AutoCAD软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装璜及各类效果图、汽车和飞机的模型、电影特技等领域，随着未来该技术的发展，其应用的范围必将越来越广泛。

二、EDA技术的特点

EDA技术之所成为今天电子信息工程中的重要技术，具有“自顶向下（Top―Down）”的设计程序，这种设计程序的最大特点就是改变了以往的软件程序的设计思维，也就确保设计方案整体的合理化；由于EDA采用高级语言描述，有语言公开可利用、描述范围广、可以系统编程和现场编程等特点；该软件的自动化程度高，所以可以进行各级的仿真、纠错和调试工作，大大的提高了工作效率和准确度。这些特点也EDA技术得到广泛的应用的重要原因。

三、EDA技术的作用

EDA技术中的温度分析和统计分析功能可以分析各种温度条件下的电路特性，便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当的系统稳定裕度，真正做到电路特性的优化设计。在进行电路测试时，测试的结果会受到诸多因素的影响，从而导致其准确度受到影响，另外由于受到测试手段和仪器精度限制，测试的时候会出现很多技术问题，这种情况下DEA技术，就可以依据其全功能测试解决数据测试和特性分析的问题，大大的提高了应用的效率。

四、EDA常用软件

EDA软件发展很快，目前被我国广泛应用的有：multiSIM7（原EWB的最新版本）、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Men-tor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、Mi-croSim 等等。但是很多软件的应用技术具有专门性的特点，使得其应用范围大大的受限，所以下面简单介绍一下PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件的常见种类。

4.1PCB设计软件

PCB（Printed-Circuit Board）设计软件是最早的基于 EDA技术的软件之一，经过多年的发展更是种类繁多，常见的如 Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGrap-hices 的 Expedition PCB、Zuken CadStart、Win-board/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard（与LiveWire配套的PCB制作软件包）、ultiBOARD7（与multiSIM2001配套的PCB制作软件包）等等。

4.2IC设计软件

IC设计工具也很多，ASIC设计领域有名的软件供应商主要有 Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中国华大公司也提供ASIC设计软件（熊猫2000）。

4.3PLD设计工具

PLD（Programmable Logic Device）是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。从目前的市场应用情况来看，目前主要有两大类型：CPLD（Complex PLD）和FPGA（FieldProgrammable Gate Array）。它们的基本设计方法主要借助于EDA软件，在该技术的基础上用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，最后用编程器或下载电缆，由目标器件实现，可以根据用户的需要设计出各种个性化的使用工具。Altera、Xilinx和Lattice这三家公司是PLD众多生产厂家中比较有代表性的。

综上所述，EDA技术的出现是电子设计领域中的一次革命，21世纪是信息技术和电子技术的时代，也是EDA技术的高速发展阶段。EDA技术作为电子产品开发研制的动力，大大的促进了我国的电子产品行业的发展，也是未来的电子技术的发展的方向，因为实践中我们可以看到采用EDA技术制作的电子产品具有容量大、实时性好、体积小、可靠性高的优点，所以被广大的生产企业广泛的应用。虽然我国对于这项技术的引用较晚，发展也处于起步阶段，但是其在我国的发展前景是乐观的。变现为电子设计工程人员掌握这一技术，不仅是提高效率的需要，更是开发高附加值电子产品的需要，任何的生产厂商搜力图寻找一种体积更加小，性能更加好的电子技术，EDA技术和其衍生的各种软件无疑符合了这一要求，也是其强大的生命力的根源所在。随着80C时代的到来，EDA技术在移动通信系统、卫星系统等对重量、体积及速度敏感的领域将具有重要的实用价值，不久的将来会应用于我国的各项通讯技术和空间技术领域。并且根据最新的统计结果显示，我国和印度正在成为EDA技术设计方面发展最快的两个市场，相信在不久的将来，我国的科技工作者和设计团队会赶上世界先进水平，将这一优秀的电子设汁技术更好的应用到社会发展的各个领域，研发出更多的自主产品和应用软件，为祖国建设提供更好的技术支持。

参考文献

[1][法]埃里克・麦格雷著.传播理论史[M].刘芳，译.北京：中国传媒大学出版社，2009：65.

第4篇：航天电子技术范文

2008年1月，《计算机辅助工程》杂志社进行编委改选并召开第4届编委会，将《计算机辅助工程》服务于CAE工程技术应用、推广最先进的CAE仿真设计理念、建立CAE资源共享平台确定为今后发展的重要目标. 因此，《计算机辅助工程》杂志社决定在2008年进行为期近1年的CAE推广交流活动――“中国CAE•2008总动员”，并成立组委会.

2008年1月10日，组委会经过精心准备，在同济大学召开首次大规模的CAE技术交流活动――“同济大学首届CAE技术应用研讨会”，为总动员活动拉开序幕. 研讨会得到安世亚太，MSC.Software，西希安工程模拟软件（上海）有限公司等企业的赞助，吸引了来自同济大学、上海海事大学、贵州大学、上海市CAE技术公共服务平台和上海航天电子技术研究所等科研院所以及相关企业的100多名代表出席会议.

2008年上半年，活动组委会分别组织和参与了一系列活动：

组织全国性征稿活动.

参加博览达软件科技（上海）有限公司举办的RecurDyn V7 中国上海新闻会.

参加Mathematica中国巡回讲座与培训――同济交大站报名宣传活动.

与西希安工程模拟软件（上海）有限公司举办OPTIMUS多学科优化交流研讨会.

邀请日本ATM都市建筑事务所董事长高桥恒夫先生到上海海事大学作报告.

邀请中科院院士钟万勰教授到上海海事大学作报告.

邀请美国工程院院士锁志刚教授为总动员活动进行指导.

积极向CAE行业专家约稿，并在活动网站上推出专家视点专栏.

组织《计算机辅助工程》期刊赠阅活动.

2008年下半年，为加强CAE人才培养，建立人才选拔体系，总动员组委会决定建立中国CAE人才数据库，并相应开展了CAE通讯员活动、CAE人才培养基金活动、CAE“超级工程师”选拔活动. 各地选手纷纷报名参加，1个月内组委会就收到电子邮件上千封，活动报名人数达502人，把总动员活动推向. 组委会专家经过近1个月的紧张忙碌，根据报名选手的水平，建立3类CAE人才数据库，这是我国CAE发展史上从未有过的先例.

第5篇：航天电子技术范文

职业生涯管理是从人力资源管理理论与实践中发展起来的新学科，是企业人力资源管理的核心内容，目前还处于探索和研究阶段，没有成功的经验可借鉴。航天企业如何营造一个高效率的工作环境和引人、育人、留人的企业氛围、实现航天企业的可持续发展？做好员工职业生涯管理是关键之一。

二、航天企业实施员工职业生涯管理的必要性

（一）职业生涯管理是航天企业资源合理配置的首要问题

作为企业第一资源，人力资源是一种可以不断开发并不断增值的增量资源，通过人力资源的开发能不断更新人的知识、技能，提高人的创造力。特别是知识经济时代，知识已成为社会的主体，而只有人能掌握和创新知识，所以企业更应注重人的智慧、技艺、能力的提高与全面发展。因此，航天企业加强员工职业生涯管理，让员工找到适合自己的职业，充分展现自身的价值，使人尽其才、才尽其用，才能达到企业资源的合理配置。所以开展职业生涯管理是航天企业资源合理配置的首要问题。

（二）职业生涯管理能充分调动员工的内在积极性，更好地实现组织目标

美国心理学家马斯洛认为：每个人都具有一定的内在价值，人总是最大限度地要求其潜能得到发掘。他把人的需要依次分为：生理的需要、安全的需要、感情和归属的需要、地位和受人尊重的需要以及自我实现的需要。航天企业通过开展员工职业生涯管理帮助员工规划各层次需要实现的路径，逐步实现员工不同层次的需要，并使员工的需要满足度从金字塔形向梯形过渡，最终接近矩形，既使员工的低层次物质需要逐步提高，又使他们的自我实现等精神方面的高级需要的满足度逐步提高。这样就会使员工产生强烈的为航天企业服务的精神力量，进而增强航天企业的竞争力和凝聚力。

（三）职业生涯管理是航天企业引人、育人、留人的手段之一

很多情况下企业能否赢得员工的敬业精神和奉献精神的一个关键在于其能否为自己的员工创造条件，使他们有机会获得一个有成就感和自我实现的职业。航天企业进行职业生涯管理可以为每一名员工提供一个不断成长、挖掘个人潜力和建立成功职业的机会，给每一名员工创造施展才能的舞台，让他们在这个舞台上按照自己的职业发展规划施展自己的才能，充分实现自我价值。

（四）职业生在管理能为航天企业发展提供长盛不衰的人力资源保证

一个个成功企业的经验告诉我们，它们成功的根本原因是拥有高质量的员工和高质量的企业家。人的才能和潜力如能得到充分发挥，人力资源就不会虚耗、浪费，企业的生存成长就有了取之不尽、用之不竭的源泉。例如，发达国家的主要资本不是有形的工厂、设备，而是他们所积累的经验、知识和训练有素的人力资源。航天企业通过职业生涯管理能不断提高员工的能力和综合素质，不断培养出高质量和高素质的员工，做好人力资源储备，为企业发展提供长盛不衰的人力资源保证。

三、航天企业职业生涯管理的基本思路和做法

航天企业如何面对当今激烈的人才竞争，做好员工职业生涯管理，构建员工展示自己才华的舞台，吸引和留住高素质的人才，依笔者所见，应从以下几个方面着手：

（一）开展职业咨询和职业辅导是做好职业生涯管理的前提条件

企业通过开展职业咨询和职业辅导工作，与员工一起讨论他们的个性、特长、价值观、目前的工作活动、工作表现、个人职业目标、职业发展阶段等等，对员工的职业发展提出建议，并帮助员工做出合理的决策，选择恰当的职业发展路径，实现员工的职业生涯目标。因此，职业咨询和职业辅导是职业生渥管理中最为关键的一项工作，是做好职业生涯管理的前提条件，它确定了员工职业发展的大方向和总体规划。

（二）规划好员工职业发展通道

目前员工对知识和事业的不懈追求，在一定意义上超过他们对组织目标实现的追求，特别是知识型员工愿意从事具有挑战性和竞争性的工作，期望自己在工作中充分发挥自己的潜能，提高自己的素质和才能，使自己得到发展。航天企业应根据其组织结构和员工的实际情况，建立若干员工职业发展通道。例如，走管理岗位，通过承担更多责任来实现职位晋升走专业技术线，通过员工在专业技术岗位上的经验和技能的提升，走专家道路等，员工找到适合自己的职业发展路径。同时企业还应明确不同发展通道的晋升评估及管理办法，鼓励员工通过不同的发展通道，业务上能得到发展，事业上有所成就，让他们不断超越自我，实现自身价值和职业发展目标。

（三）指导员工做好个人职业生涯设计

人生是需要设计的，没有职业生涯设计的人好比断了线的风筝折了帆的船，难以取得大的发展。为做好员工职业生涯设计，航天企业可以设立职业发展辅导人来指导员工做好个人职业生涯设计。在明确了员工职业发展的意向后，与员工共同制定出未来的职业生涯目标，并提供与之相应的培训、工作轮换、轮岗和晋升等一系列机会，让员工具有一种成就感和责任感，增强对航天企业的吸引力和凝聚力，逐步实现自己的职业发展目标。

（四）开展职业技能培训，满足员工职业生涯发展需要

为了求得企业与员工的共同发展，为员工提供职业技能方面的培训，是职业生涯管理中必不可少的工作。航天企业可通过提倡终身学习实现员工职业生涯发展阶段理论和技能知识的需要，当今时代，终身学习已经成为必要的现实，航天企业为每一位员工制定职业生涯规划后，就要考虑如何按照员工职业生涯规划不同时期对知识和技能的需要，进行有针对性的终身在岗、脱产培训，顺利完成各个发展阶段的工作，实现员工的职业生涯目标。

（五）建立并实施与职业生涯配套的人力资源管理制度

为使航天企业通过开展职业生涯管理，最大限度地发挥员工的潜能，促进企业发展目标实现，企业必须配置以相应的人力资源管理制度，如晋升与工作调动制度、绩效考核制度、培训制度和招聘选拔制度等，同时还要加强制度的执行力。航天企业应定期对职业生涯管理制度的执行情况进行检查，分析并反馈员工是否达到或超出目前所在岗位资格要求，为下一步的发展提供依据。也只有这样，航天企业才能在当前经济竞争、人才竞争异常激烈的状况下取得一席之地。

四、结束语

第6篇：航天电子技术范文

关键词：机电控制与PLC；教学过程；项目教学法

作者简介：徐丽春（1972-），女，贵州遵义人，遵义职业技术学院副教授、硕士，研究方向为自动控制、教育管理。

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1001－7518（2012）20－0042－03

《机电控制与PLC》是综合了机床设备、电气控制与PLC控制技术的一门新兴科学，是实现机械加工、工业生产、科学研究以及其它各个领域自动化的重要技术之一。该新兴技术教学的目的是使学生掌握典型机床加工设备对电气控制的要求以及传统机床设备电气控制特点，并了解传统机电技术上的落后，从而采用先进的PLC技术加以改造和研发创新；这是一门工学结合，学用一致，理论紧密联系市场实际，能有效培养学生分析和解决生产实际问题的工程实践创新能力和综合素质的应用技术。

一、《机电控制与PLC》存在的教学问题

《机电控制与PLC》是机电一体化专业中的一门重要核心课程，它也是帮助学生考取中级和高级电工职业资格证书和PLC程序设计师资格证书的核心课程。在各大院校尤其是高职高专院校广泛开设。但受各种因素的影响目前该课程的教学过程还存在一些问题，主要有以下几个方面。

（一）内容多，生源差、课程教学不尽人意

本门课是由《工厂电气控制设备》和《PLC应用技术》这两门课程组合而成。在我院只有108课时（理论76节、实践32节），内容多，单就介绍以日本三菱公司生产的微型PLCFX2N-MR24为例讲授PLC基本理论知识和PLC的应用技术就要完成如下教学内容：PLC的概述部分、基本编程元件、步进指令及状态编程法、功能指令及PLC应用共六个部分。如果学生能按照教师要求养成课前预习、课后复习的习惯，这些课时勉强也能完成所排的教学任务、但随着高职招生生源整体素质的下滑，再加上本门课是在前期课程《电工电子技术》、《电机拖动》、《机床加工技术》的基础上开展起来的、本身有一定的难度和深度、部分学生前期课程就没学扎实，导致本课程教学开展不尽人意。

（二）实践少、形式单、教学效果受影响

经过市场调研，《机电控制与PLC》面向的岗位群主要有：初级岗位：机电设备操作工、初级维修电工、电气工程制图员。核心岗位：中、高级维修电工 、PLC程序设计师。拓展岗位：生产管理员、设备销售员、电气产品质检员、电器绘图员、电器销售员、电气维修技师。这些岗位都需要学生具有很强的实操能力，传统的教学大纲，理论课和实验课的配置比例是3:1，实验课时太少且实践装置大都是实验台，实验台价格昂贵配置少，每组做实验的学生都比较多，7-8个一组，导致有的学生只能当旁观者，实践过程是学生在教师的安排下通过插接线完成一些验证型的原理性实验，大多学生被动学习，实践形式单一，和工厂里用的电器元件散件安装接线相去甚远，不能掌握工厂电气线路的安装接线方法、步骤、技巧和技术要求。学生就业后不能直接胜任工厂的工作。

二、《机电控制与PLC》教学模式探索与实践

针对以上在教学过程中出现的问题，笔者认为基于工作任务的项目教学法是解决上述问题的一种新的课程模式，基于项目教学下的《机电控制与PLC》的教学与传统教学形式今昔对比如下：

而如何在教学过程中践行这一模式？经过多年的教学实践，笔者在教学过程中做了针对性的改革，主要有以下几项措施：

（一）整合教材、校企结合，精心设计和开展教学项目。笔者在深入企业调研以后，以企业真实生产任务为载体，设计教学项目。通过到遵义市瑞安水泥厂、遵义卷烟厂、遵义航天系统536厂、贵阳航天电器厂等企业进行学习和培训，以企业的典型生产过程为载体共同开发本课程，教学项目完全按照企业的生产控制、真实的测量环境来设计具体内容，并将相关企业的“工艺单”在考虑适合教学的特殊要求后，调整设计为该专业项目化的教学单元，以下为笔者在教学过程中开展的部分项目。

第7篇：航天电子技术范文

关键词：计算机；电子信息工程；运用

社会在发展，科技在进步，电子信息工程也得到了更加广泛的应用，对人们的生活带来了很大的影响，人们获得信息、存储信息及管理信息的方式都产生了变化，相关的途径与方法也都在不断的更新。计算机技术利用自身联网、远程操作等功能和电子信息工程合作，达到了信息获取、存储及管理方式上的更新，增强了信息处理过程的智能化及远程化。

1 电子信息工程的特点分析

电子信息工程主要是利用设备硬件与系统命令相结合的方式去进行信息的处理，可以实现对信息的批量化处理，这样信息处理工作就变的更加的方便简单了，在处理过程中运算量大，速度与效率都是人脑所不可比拟的，在当前硬件设备的不断更新之下，信息处理的速度会越来越快，这种便捷的工程特点也会愈加的明显。另外，电子信息工程还具有准确度高的特点，在这一处理信息的过程中其准确度会得到相应的提升，因为在电子信息工程的应用中，能够对其中的结果检查命令进行个性化的设置，对信息处理的过程进行直接的监督，对其中出现的问题进行修正，从而提升其准确度，如果采取的是人为的处理方式，则过程中难免的会出现一些纰漏，且不容易被察觉，对及时的改正也增加了难度，对信息的再利用也是不利的。此外，电子信息工程具有非常广的覆盖面，这一特点主要是由工程的具体作用决定的，现代社会中信息资源的重要性逐渐突显，因此电子信息工程所具备的行业优势也就更加得到了人们的关注，逐渐的得到了应用与普及。

2 计算机技术与电子信息工程之间的关系分析

计算机技术是以通信技术为基础出现的，它属于计算机的一种联合体，能够进行资源的共享，可结合光纤、电缆及终端设备的共同作用去实现全球范围内的通信变的联合。计算机技术的发展与应用具备资源共享、传递快速、管理简便等特点。

计算机网络技术的应用与发展过程中逐渐的出现了电子信息工程，这两种不同的概念之间主要存在着两方面的联系，其一，就是计算机技术的发展使得电子信息工程的基础更加的牢固。电子信息工程中主要包括有线通讯、无线通讯以及其他信息系统等几个部分，为人们日常的生产、生活活动提供所需的各类信息，主要就是把各种信息进行集中，然后再进行传递，所以说，计算机技术在其中发挥着基础性的作用。其二，就是电子信息工程对计算机技术的发展起着推动作用。电子信息工程的发展前景非常广阔，在不断的为人们带去更大便利的同时其行业内的经济效益也在逐渐增加。在今后的发展中，电子信息工程如果要增强发展力度，就必须重视对计算机网络技术的探究与研发。

3 计算机在电子信息工程中的具体运用

3.1 计算机在电子信息工程信息传递中的应用

只有通过计算机，电子信息技术才可以接收和发出模拟信号与信息，使得项目中的电子信息能够发挥出更显著的优势，电子信息工程中的电子设备与信号的传播媒介是计算机技术[1]。计算机技术的应用可以让电子设备与互联网相连接，从而进行数据的传输。计算机把电子信息工程中存在的各种电子设备进行连接，达到信息的传播、共享的效果，还能利用TCP/IP进行信息的传递，不同的信息之间能够实现顺畅的交流。在计算机技术的支持下还可以顺利的获取相关用户的信息，使信息的具有更加迅速的速度，同时信息的利用率也会得到大大的提升，计算机技术的发展与应用使得电子信息工程在信息处理时的效率得到了显著的提升，相关信息的来源途径也更加的优化。

3.2 计算机在电子通信工程中的应用

计算机技术的应用使信息之间的传递与共享得到了直接的实现，当前科学信息技术快速发展，计算机技术已经被广泛的应用到社会生活及生产活动中，其重要性也在不断增强[2]。计算机技术在进行信息的收集、处理、传播、保存等工作时会直接的影响到通信工程自身的安全性能。计算机在当今社会发展中，也会面临来自各方面的威胁和挑战，随着电子通信工程对相关技术要求的提升，计算机应用的安全性也得到了人们更多的关注，比如硬件设备遭到物理性损坏、软件信息丢失或损坏、操作失误、非法访问以及黑客攻击等都是对计算机安全带来威胁的几种主要因素，对于计算机信息系统的不断完善也是非常不利的，严重的情况下还可能会造成计算机系统整体的瘫痪不能使用。计算机系统难以保障自身的安全性那么通信工程系统也会出现各种威胁因素，由此可见，网络安全的防护是非常重要的，它能确保信息工程的正常运转。可以通过安装防火墙的方式，让计算机内部网络与外界连接过程中获得一个更加安全的屏障，让计算机在更加安全的环境下运行。

3.3 计算机在电子设备研发及信息处理中的应用

计算机技术能够为电子设备的研发以及资源的共享、利用等提供支持，其在经济发展过程中也得到愈加广泛的应用，电子信息技术的数字信号模拟和信息运行对于促进经济的发展发挥着非常重要的作用[3]。在对电子设备进行研发时，计算机技术的功能的发挥主要表现在通信干线与信息资源领域。在通讯干线方面，现阶段大部分的局域网都没有一个统一的信息系统，所以，通信过程需要借助整个计算机系统去完成。在通讯传播方面，信息工程中各种新设备的应用也要借助计算机网络去完成，比如3G、4G手机网络的转换设备就需利用计算机网络去进行信息的转换。

未来信息产业发展的主要方向应该是电子信息工程，计算机则是促进其发展的核心内容，电子信息技术的进步使得信息的传播方式不再以纸质为载体[4]。基础电路组成的电路整体就属于电子系统，主要包括模拟和数字两部分，对信息进行处理和管理，包含有输入、输出、处理三种主要的功能，通过这三种功能可以对计算机进行有效的管控，如果缺少了计算机技术在后台进行信息的处理，那么信息技术也就不会得到持续的发展了。比如航天电子、微波等都要借助计算机去处理与管理相关信息。

4 结束语

信息需要依靠通信技术才能进行顺利的传递，电子信息工程的发展就是以计算机网络技术为基础建立起来的，它是在计算机的进步之下发展而来的。文章主要对计算机在电子信息工程中的运用进行了相关内容的分析，明确了解了计算机与电子信息工程之间的联系，电子信息工程会在计算机的发展之下获得持续的进步，而电子信息工程的进步又可以为计算机技术的发展带来显著的推动力。

参考文献

[1]范习松，张勇.浅析计算机网络技术在电子信息工程中的实践[J].科技与创新，2014，22：152+154.

[2]王冲.计算机网络在电子信息工程中的应用[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015，14：20-22.

[3]邓钧健.计算机网络技术在电子信息工程中的应用[J].电子技术与软件工程，2014，16：208.

第8篇：航天电子技术范文

关键词：超小型;机箱;屏蔽效能;宽带天线

中图分类号：TN820.1 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1614703

Technology of the Shielding Performance Measurement of Microminiature Metallic Cabinets

WANG Kun

(Xi′an Missile Equipment Military Representative Office of Navy，Xi′an,710065,China)

Abstract： In order to solve the shielding performance of microminiature metallic cabinets,the antenna should be have with minimized size,broad band and high eradiation ability.In this paper,HFSS from Ansoft software corporation is used to design and optimize the antenna,then the biconical and the cylinder shaped antenna are chosen to cover the band from 100 MHz~2 GHz and the band from 2~5 GHz.The measuring system composed of the new antennas expand its dynamic speciality 50dB more than the spherical dipole antenna used before.At last,3 instances of different chassis are tested in the EMC laboratory,the data obtained provide some valuable gist for future design of chassis of embedded aerospace computer.

Keywords：microminiature;cabinet;shielding performance;broad band antenna

屏蔽，尤其是电磁屏蔽是提高电子设备电磁兼容性能的重要措施之一。MilStd461E［1］规定，美军所采购的各种电子设备必须进行RE102（辐射发射）和RS103（辐射敏感度）2项测试，虽然该标准中并没有对机箱的屏蔽效能提出明确要求，但机箱电磁屏蔽性能的优劣，将直接影响这两项试验的测试结果。

根据电磁屏蔽效能的定义，机箱的电磁屏蔽效能可以定义为在同一电磁环境中，空间同一点在屏蔽前(电场强度为E0)和屏蔽后(电场强度为E1)空间场强的比值，该数值通常用分贝(dB)表示，屏蔽效能的计算公式如式(1)所示。SEdB=20lg(E0/E1)(1) 理想屏蔽体在工程中不存在。由于电源线、信号线的穿入穿出以及散热等因素需要在面板上开孔，屏蔽效能将会显著下降。关于各种穿孔金属板的屏效计算，国内外资料给出的计算公式差异较大，公式(2)在工程中使用较多.\。但迄今为止，并没有哪个公式得到普遍认可。SE=Aα+Rα+Bα+K

1 国内外的研究背景

根据IEC 615873［4］（草案）（第三部分：IEC 60917和IEC 60297系列机箱、机柜和插箱屏蔽性能试验）的描述，19英寸标准机柜屏蔽效能的测量可以在开阔场地或半电波暗室内进行。测量频率范围为30 MHz～1 GHz，该标准给出的屏蔽指标见表1。

国内相关行业也对电子机柜的屏蔽性能给出了要求，详见表2。

此外，MILSTD285和NSA656也给出了相应的屏蔽效能测试方法。

但遗憾的是，以上各标准均没有给出完成测试所需的关键部件-天线的具体要求，如种类、尺寸、频带、驻波比等。搜索国内外天线研制单位或供应商，也没有合适的成品可以直接采购，需要自行研制。

表1 IEC 615873的机柜屏蔽效能指标

性能

级别平面波最低屏效30～230 MHz230～1 000 MHz120 dB10 dB240 dB30 dB360 dB50 dB

表2 行业标准对机箱屏蔽效能的要求

类别屏效频率范围一类屏蔽>40～60 dB根据需要二类屏蔽>30～40 dB根据需要

前期，研究小组采用纯铜制造了直径为Φ180的球形偶极子天线。该天线的辐射体主要由2个半球铜壳构成，内部采用干电池供电方式，其辐射能力较为有限，30 MHz～1 GHz频段辐射强度处于40～50 dBμV之间，个别频点甚至低于40 dBμV。参照IEC 615873屏蔽指标，测试系统的动态范围至少需要大于60 dB，并不能满足最高测试要求，需要重新设计宽带天线。需要指出的是，按航天电磁兼容试验要求，测试距离为Mil_Std461E规定的1 m，而IEC 615873给出的测试距离为3 m。

2 小型金属盒体的屏效测试要求

2.1 频率

根据Mil_Std461E中关于RE102的频段要求，测试频率上限应为EUT最高工作频率的10倍频或1 GHz（取大值），但最高不超过18 GHz。

2.2 尺寸

典型的金属机箱内部尺寸通常不大于210 mm×180 mm×180 mm，考虑天线的安装间隙、电缆延伸、极化方向调整等因素，放置在机箱内部的宽带天线最大尺寸以不超过160 mm为宜。

2.3 驻波比

为了提高天线辐射效能并防止在测试过程中因能量反射而损坏功率放大器等设备，必须对测试频段内天线的驻波比提出要求。研究小组最后确定在100 MHz～4.5 GHz范围内，驻波比不大于4。个别频段不能满足时，可采用匹配网络进行调整。

2.4 辐射强度

在功率放大器许可的范围内，系统的动态范围越大越好，至少高于80 dB。

2.5 测试系统

拟采用标准电磁兼容暗室和EMC测试系统进行测试。要求天线能与EMC测试系统的标准天线接口兼容。

3 小型化宽带天线的设计

3.1 宽带天线设计方法

小型化宽带天线的设计技术主要有以下几个方面：

(1) 采用机电结合方法，精心设计天线结构，使之适应宽频带工作。这种方法由于是机械伸缩，因而应用范围受到一定限制。

(2) 利用插入阻抗元件或网络展宽天线的工作带宽。这种方式称为天线加载。加载元件可以是有源的或是无源的，可以是分布参数元件，也可以是集总参数元件。

(3) 旋转对称结构的宽带振子天线及锥形天线。锥角大的双锥天线，或由它演变而成的盘锥天线，属于宽带天线之列，获得了广泛的应用。

(4) 宽频带行波天线系列。某些行波天线具有宽频带特性的原因就在于，天线完成将导波能量转换为自由电磁场能量的转换过程是一次性的，即没有反射波返回电源端而形成多次循环的过程。

考虑到在实际应用特点，必须选择形式简单、易于加工、方便实用且造价低廉的全向天线，双锥天线(见图1)和套筒单极子天线就具有这样的特点，它们是振子天线的变形，结构简单，分别具有水平极化和垂直极化的特性，比较适合于该种测量应用。

图1 双锥天线示意图3.2 双锥天线

根据天线设计理论，推导可得无限长双锥天线的输入阻抗为：Zin=Z0=120Ln(ctanθ02)(3) 根据计算可见，当θ0在30°附近时能与50 Ω同轴线达到良好的匹配。由于受到尺寸限制，考虑到天线的固定、安装需要占用空间，实际的双锥部分要比该尺寸还要小，因此优化设计时限定条件进一步减小尺寸。最后优化所得天线参数为：单锥高为45 mm，锥顶直径为55 mm的双锥天线，此时半锥角为31.4°，对应的无限长双锥天线输入阻抗为59.2 Ω。

采用Ansoft公司的HFSS计算该天线的驻波比。图2显示：该天线仅在400 MHz~2.5 GHz频段内可以满足驻波比小于4的设计要求。当频率降低时，驻波比急剧上升，这是由于天线在低频段电尺寸较小，顶端反射电流较大的缘故，低频段(

图2 HFSS仿真所得双锥天线驻波比曲线图3和图4分别给出该天线在500 MHz和2 000 MHz时天线E面的方向图，可见在整个频带内方向图的一致性保持的非常好。

图3 500 MHz时天线E面方向图按照计算结果，天线材料选用铝，锥顶镂空一小段以减小电流的反射，两锥固定于开口的介质方块上，采用50 Ω同轴电缆馈电。制作完成后用AV1481c型微波毫米波矢量网络分析仪对天线进行了测试，达到了天线设计的要求。

图4 2 500 MHz时天线E面方向图3.3 套筒天线

套筒天线是在粗振子外面加加上一个与之同轴的金属套筒，采用同轴不对称的结构形式进行馈电，可以起到类似电路中的参差调谐的作用，能够将频带展宽。图5所示为套筒单极子天线的结构示意图。

4 试验测试

设计完成后，制作了天线样件并在某标准EMC试验室内进行以下测试：

(1) 机箱表面分别镀覆A，B，C三种涂层的屏蔽效能对比；

图5 套筒天线结构示意图(2) 使用某导电衬垫前后的机箱屏蔽效能对比；

(3) 三种不同螺钉间距的机箱屏蔽效能对比。

试验频率的切换采用手动方式进行，测试结果见图6~图10。

图6 镀层A,B的屏效对比图7 镀层A,C的屏效对比图8 加装导电衬垫前后的屏效对比图9 螺钉间距21 mm与63 mm的屏效对比图10 螺钉间距63 mm与126 mm的屏效对比5 结 语

试验数据显示：由新研制的宽带天线所构成的机箱屏蔽效能测试系统的动态范围大于100 dB，完全满足小型金属盒体屏蔽效能的测试要求，实现了预期的研究指标。镀层A，C的屏蔽效能相当，但镀层C的成本只有A的1/10左右，而且C与有机涂料的结合力更强，更适用于大批量生产；在镀覆镀层C的机箱缝隙处加装导电衬垫效果并不明显，考虑产品需要长期贮存和成本等因素，不建议在设计中选用该导电衬垫；螺钉间距

参 考 文 献

［1］陈穷,蒋全兴.电磁兼容性工程设计手册\.北京：国防工业出版社,1993.

［2］陈淑凤.电磁兼容试验技术\.北京：北京邮电大学出版社,2001.

［3］白同云,吕晓德.电磁兼容设计\.北京:北京邮电大学出版社，2001.

［4］王庆斌,刘萍,尤利文,等.电磁干扰与电磁兼容技术［M］.北京：机械工业出版社,2002.

［5］康军,赵伟.微机化仪器电磁兼容性设计［J］.电测与仪表,2002(12):1318.

［6］史勇,谢晓霞.测控系统中软件抗干扰技术\.现代电子技术，2006（19）：99101.

［7］丁健.计算机控制系统的可靠性技术研究\.计算机工程与设计，2007（2）：985987.

［8］吴文斗,周兵.计算机测控系统中的可靠性技术\.云南大学学报，2006（7）：132135.

［9］潘光斌.自动控制系统中的传导干扰问题\.计量技术，2004（4）：1214.

第9篇：航天电子技术范文

关键词：小卫星模拟系统； 相机载荷； RS232通信协议； 现场可编程门阵列； 多路控制

中图分类号： TP273.5 文献标志码：A

0引言

作为构建小卫星星上智能观测系统的前期准备，需首先构建地面小卫星模拟系统，在此基础上，进一步构建小卫星智能观测模拟系统，完成星上智能观测系统的性能测试[1-2]模拟系统主要包含星载计算机、五路相机载荷、载荷分控单元、数据存储系统、总线控制系统、电源管理系统和测控系统等几大部分[3]，其中，星载计算机与多相机载荷之间的灵活通信与控制，是实现小卫星观测智能化重要的一环[4]常用的卫星总线控制方式，如美国军方制定的MILSTD1553B串行总线[5]，其控制方式、传输速度、高可靠性及灵活性都有很大的优势，但是功耗较大，传输匹配很严格，连线要求高，从而限制了在小卫星领域的大规模应用[6]

RS232是一种低速率、短距离、低成本，具有高可靠性的串行通信标准[7]，而系统中载荷分控单元和星载计算机之间的命令通信要求可靠稳定，并不需要过高速率，因此以RS232通信协议为基础来构建系统是理想的选择目前，在多路串行通信控制设计主流方案中，可利用处理器通用的I/O口构成串口[8]，或者在微处理器并行总线上扩展UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）芯片文献[9]用现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array， FPGA）构建多个简易UART实现对设备多路控制，但无完整信息交互协议，在反馈方面缺乏灵活性文献[10]设计基于ARM（Advanced RISC Machine）处理器的多路串行通信接口，性能良好，但无法与智能观测其他子系统较好集成

为了克服传统设计方案控制方式单一、灵活性差的缺点，同时考虑到系统的易于集成性和稳定性，本文提出一种采用HostTarget设计模式，基于FPGA实现的多路串行通信控制方案设计Host（星载计算机）与Target（载荷分控单元）两端各个模块的主要功能及接口，同时在RS232通信协议基础上定义两端通信协议——多路串行通信协议星载计算机上实现的多路通信管理软件系统可实现点对多的通信控制；载荷分控单元基于FPGA设计，完成对星载计算机的命令的解码与判断，然后通过五路通信通道进入相机载荷命令控制单元控制相机完成相应工作

1系统总体设计

系统主要由两大部分组成：星载计算机软件控制和相机载荷分控单元FPGA硬件实现

如图1，通信综合软件管理系统负责多载荷设备的管理、命令数据收发及相关参数设置等功能，包括多载荷设备管理、命令数据收发、相关参数设置等模块在VC6.0平台上基于MFC框架进行开发，在实现顶层功能模块的基础上，完成HostTarget两端数据的多路串行通信协议的封装以及RS232串口通信协议的实现，同时提供给外部应用软件调用接口以实现整个小卫星智能观测系统的软件集成

载荷分控单元主要负责接收通信综合软件管理系统传来的命令数据以及根据命令来对多相机载荷设备进行命令控制，同时接收相机载荷反馈回来数据回传给通信综合软件管理系统，完成基于FPGA的一转多路串行通信系统设计此单元主要由三部分组成：串口数据接收模块、串口数据发送模块和多路串行通信协议解析模块[11]

通信综合软件管理系统采用USB接口，而五路相机载荷和星载计算机之间通信采用串口形式为实现HostTarget两端通信，设计USB转串口电路模块，转换芯片选用Prolific公司PL2303，即可实现USB与串口的数据格式转换[12]

另外，FPGA引脚电平配置为3.3V，而五路相机载荷接口引脚电平为12～15V，设计电平转换电路，实现信号电平转换转换芯片选用Sipex公司的SP3232，配置相应相机载荷接口，完成TTL电平到RS232的转换

2协议分析

系统中，在RS232通信协议的基础上制定HostTarget双端通信协议为多路串行通信协议，如图2，此协议在Host端通信综合软件管理系统负责将应用程序输入到内存缓冲区的数据进行帧包封装，同时在Target端载荷分控单元实现基于FPGA的协议帧包硬核解析在此基础上，实现Host端与Target端之间数据交互

2.1协议帧结构

如图3，协议帧包由同步帧头与同步帧尾、信息域、数据域和校验域四部分组成其中：同步帧头、同步帧尾固定为八字节（32′h7CD215D8），负责同步数据帧[13]；信息域主要包含主机与设备等通信双方的地址信息，为数据流向提供依据；数据域由命令域与保留域两部分组成，总共32位，负责接收缓冲区中应用程序命令数据，该指令将会在FPGA状态机中被抽取出来发送到指定的端口输出；校验域则主要用于误码校验

命令数据通过多路串行通信形成帧包后，经过USB转串口驱动，协议帧包将被按照RS232串口帧格式重新分解打包，图4为RS232串口协议帧包结构，主要包括：1位起始位，6～8位数据位，1位校验位和1位停止位设置主要参数为波特率9600b/s，数据位8位，偶校验，1位停止位的单帧11位数据帧结构

2.2协议状态转移分析

主要状态有：

1）STAT_INIT初始化状态，此状态下，系统刚刚对上位机进行初始化，内部缓冲区清空，各个状态复位

2）STAT_IDEL通信空闲状态，在此状态之下，通信链路建立好，可以进行数据通信

3）STAT_COMM数据通信状态，上位机刚发送一帧数据，在等待对方数据应答

4）STAT_ERROR异常处理状态，应答帧超时，等待发送检测帧，等待对方应答

状态转换过程为：

系统最初处于STAT_INIT状态，当通信链路建立完毕（connect_flag=1），则进入STAT_IDLE状态，正式进入通信状态

当发送一帧数据，则进行STAT_COMM状态，此状态下Host端收到应答帧，则回到STAT_IDEL状态等待下一帧的发送

若Host接收应答帧超时，则进入STAT_ERROR状态

发送检测帧，若收到检测应答帧，则回到STAT_IDLE状态；若等待检测应答帧超时，则直接回到STAT_INIT状态，提示Host数据发送失败，请求重新连接

3载荷分控单元设计与实现

3.1基于FPGA顶层模块设计

载荷分控单元硬件系统主要实现通信综合软件管理系统命令的接收与发送、协议解码、多相机设备控制等功能，整个系统在FPGA平台上用硬件编程语言Verilog实现[14]图6为整个分控单元设计顶层信号流程，系统由三大模块组成：星载计算机数据接收及发送模块、协议解码模块和相机载荷数据接收及发送模块

星载计算机数据接收与发送模块负责接对从星载计算机端传过来的RS232串口数据，按照约定波特率进行起始位检测，8位裸数据提取并转成并行输出到协议解码模块；同时，接收协议解码模块传过来的8位并行数据并转换成串行数据后按照RS232标准格式打包，最后按照约定波特率将其串行发送到星载计算机

协议解码模块完成对多路串行通信帧包的解析[15]，包括帧头（7CD215D8）的识别、帧包地址信息（设备号）的提取、命令数据的识别及发送等功能其中，模块输入为8位并行裸数据，经协议解析后输出为32位命令数据，在协议帧包中设备地址信息的控制下，命令数据被发往对应的相机载荷发送模块

相机载荷数据接收与发送模块则完成与对应相机载荷的交互通信发送模块在完成32位串并装换的基础上，在波特率控制器的控制下，按照约定速率将封装好的串口数据发送到相机载荷接口，进行控制；同理，接收模块接收相机载荷反馈命令数据，在提取裸数据后进行串并转换后，发送到协议解码模块进行处理

3.2接收与发送模块分析

接收模块由起始位检测模块、计数器、裸数据提取模块、串并转换模块、锁存器及缓存器组成模块工作流程[16]如下：如图7，在波特率时钟CLK的控制下，起始位检测模块在每个CLK时钟上升沿检测信号电平值，当逻辑电平值为由1变为0时，标志RS232数据帧包到来，从下一个时钟开始，计数器开始计数，依次读取10位数据，并将前8位依次存入串并转换模块转换成8位并行数据，再经过锁存器与缓存器调整，将数据发出

发送模块与接收模块原理类似，过程相反如图7，8位并行数据在CLK控制下进来经缓存器与锁存器后进行并串转换形成串行数据，然后在计数器控制下进行打包，最后发送经TXD发送需要注意的是，帧包被协议解析模块解析后，发送出连续的4帧8位并行数据，前面加缓存及锁存即可将连续数据分开，为帧包形成提供缓冲

3.3协议解码模块设计

协议解码模块由两个FIFO及一个解码状态机来实现如图8，在波特率时钟CLK_BPS控制下，当读使能信号WR_EN=1时，数据依次写入到8位FIFO中，读取完毕后，WR_EN=0，同时使状态标志位flag_start=1，通知解码状态机准备接收数据协议解码模块在时钟CLK_BPS控制下，读取FIFO传过来的数据，进行解码32位命令COMMAND及8位相机载荷地址信息DEV_ADDR解码出来的命令信息输出到32位FIFO进行缓冲及发送控制发送读使能信号RD_EN通知下一模块接收数据

图9为解码模块状态机结构图，此状态机为一个8状态的有限状态机，它的同步时钟是系统时钟CLK_BPS，输入信号为FIFO中传进来的8位数据信息DATA和复位信号reset，输出信号为协议帧包中的设备地址信息DEV_ADDR与命令数据信息COMMAND状态的转移只能在同步时钟CLK_BPS的上升沿发生，往哪个状态转移则取决于目前所在的状态及和计数器的数值

状态机开始处于head_s状态每个时钟上升沿来临时，FIFO中数据被依次送入head_s状态下32位缓存中，同时将32位head_s缓存与目标同步头（`HEAD=32′h7CD215D8）进行比较：若相等，则状态机从head_s状态转移到hold_s状态，同时设置计数器，按照协议帧包定义的每个部分的数据长度，将协议帧包各部分数据进行抽取与检测，同时控制状态的转移状态机进入host_s后，提出数据得到host上位机信息处于device_s后，提出数据得到帧包发送目标设备的信息或者设备编号，从而确定command_s状态下命令输出的具体地址当状态转移到end_s状态后，标志着一帧数据的结束，同时状态转移到起始状态head_s等待接收下一个帧包经过上述状态机的一个循环，从星载计算机发送过来的数据帧包就被解码出来，并判断出控制目标设备信息，同时将命令裸数据发送到相应的发送模块，进行处理

4实验分析

载荷分控单元设计完成后，将工程烧到FPGA中，用SignalTapⅡ进行实时信号探测，探测结果显示设计达到预期目标

4.1接收模块时序图

如图10所示，RS232_HOST_RX波形为从星载计算机端传来的串行数据，波特率为9600当RS232_HOST_RX信号下降沿来临时，bps_start_r信号检测到起始位并置1在时钟控制信号clk_bps与计数器num控制下，起始位后8位被依次存入8位缓存temp中，当num=8时，bps_start信号置0，同时等待RS232_HOST_RX信号下一个起始位到来同时，可以看出模块输出信号rx_data_r为8位并行信号（十六进制表示7C、D2等）与多串口控制协议同步头一致

4.2协议解码模块时序图

如图11所示，在时钟CLK_BPS的控制下8位并行数据rx_data先被读入缓存buffer，然后送入状态机进行解码可以看到，当状态机起始状态32位缓存head=32′H7CD215D8时，数据流进入状态机，同时每个状态转以后，都有相应的标志信号位标志状态，最后根据设备信息号，将帧包内命令输出到一个32位缓存中，准备发送给相应的设备图中command信号即为从帧包中提取16位命令数据16′hABCDABCD

4.3发送模块时序图

如图12所示，协议解析模块输入连续4帧的8位解析数据rx_data，在输入控制时钟rx_int的控制下，依次将4帧数据输入缓存tx_data1～tx_data4，信号neg_rx_int控制时钟rx_int的最后一个下降沿，标志接收数据的完成与数据发送的开始在信号clk_bps控制下，4帧8位并行数据分别按串口协议加上头尾校验位后打包，依次转换成串行数据发送出去图12中rs232_tx_r即为打包后发送的串口命令

5结语

本文在构建小卫星模拟智能观测系统基础上提出的多路串行通信控制系统，在功能上解决了星载计算机对多路相机载荷管理与控制的问题；提出了多路串行通信协议，便于提高通信两端信息交互效率系统在设计与功能上具有相对独立性，同时也可作为子模块集成到整个小卫星模拟系统中，为小卫星观测系统智能化提供性能验证支持另外，系统在设计思路上采用Host_Target设计模式，软硬结合交叉开发，各子系统具有功能关联与研发独立性，灵活性高，为系统进一步的完善与模块功能的扩展打下基础

参考文献：

[1]蔡亚梅，宁勇，汪立萍，等.美国空间快响小卫星载荷技术现状与分析[J].航天电子对抗，2012，28（6）：28-31.

[2]TIAN S Q，YIN Z B，YAN J. Design and implementation of a lowcost faulttolerant onboard computer for microsatellite [C]// Proceedings of 7th International Conference on Software Testing， Verification and Validation. Washington， DC： IEEE Computer Society， 2012：129-134.

[3]王海涛，杨聪伟.卫星综合电子系统研究与展望[C]//中国第二届卫星导航年会电子文集.上海，中国卫星导航学术年会组委会，2011：1-6.

[4]徐伟，谭超，王绍举，等.基于TSC695F的高可靠航天相机控制器设计[J].长春理工大学学报：自然科学版，2011，34（3）：28-32.

[5]LI J F， CHAI M G. Design of 1553B avionics bus interface chip based on FPGA [C]// Proceedings of International Conference on Electronics， Communications and Control. Washington，DC： IEEE Computer Society，2011：3642-3645.

[6]张建东，吴勇，高晓光，等.基于DSPN 的综合航电总线系统的性能评[J].西北工业大学学报，2005，23（4）：244-248.

[7]刘萍先，曹清华，赵筱媛，等.基于RS232/ 485 协议的多机通信系统的设计[J].南昌工程学院学报，2008，27（6）：16-19.

[8]阮颐，黄培中，卫炎.多路异步串行通信系统在光纤陀螺组合中的设计与实现[J].电子技术应用，2004（8）：67-69.

[9]喻少林，韩波，李平，等.基于FPGA 的飞控计算机多路串行通信设计[J].计算机工程，2011，37（20）：242-245.

[10]刘国栋.基于ARM的多路串行和以太网通信技术的研究与应用[D].北京：北京交通大学，2007.

[11]ZHAO H M， ZHENG X F，LIU W Y. Intelligent traffic control system based on DSP and Nios II [C]// Proceedings of International Asia Conference on Informatics in Control， Automation and Robotics. Washington， DC： IEEE Computer Society， 2009： 90-94.

[12]文治洪，胡文东，李晓京，等.基于PL2303 的USB 接口设计[J].电子设计工程，2010，18（1）：32-34.

[13]LIM J Y， KIM G， O IS， et al. A CSIC implementation with POCSAG decoder and microcontroller for paging applications [C]// ASPDAC 95： Proceedings of the 1995 Asia and South Pacific Design Automation Conference. New York： ACM， 1995： 107-112.

[14]MAHAT N F. Design of a 9bit UART module based on Verilog HDL [C]// Proceedings of 10th IEEE International Conference on Semiconductor Electronics. Washington， DC： IEEE Computer Society， 2012：570-573.