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[发明专利]面向多目标优化的圆极化微带天线参数优化方法及系统-CN202211571694.5有效
发明人：陈轩;王竹刚;谢义方;田野;徐子钰;朱佳强;胡婉如;李云凤;郑铁;梅如如 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2022-12-08 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了面向多目标优化的圆极化微带天线参数优化方法及系统，该方法包括以下步骤：S1)根据设计要求，初始化N组天线结构参数作为父代种群Pt，种群中的个体数为N，并根据设定的优化目标个数M，初始化参考点集合Zs；S2)根据天线结构参数对圆极化微带天线进行电磁建模；S3)进行电磁计算得到对应工作频点的M个天线性能指标作为优化目标；S4)根据M个优化目标，通过自适应的NSGA‑III算法寻找天线更优结构参数，转至步骤S2)，直至满足设定条件，得到最优天线结构参数，从而实现圆极化微带天线的参数优化。本发明结合多目标优化算法，对多个天线性能指标进行优化，通过引入支配关系及参考点在高维度空间维持解的多样性。
面向多目标优化极化微带天线参数方法系统

[发明专利]一种信道模拟器及信道模拟方法-CN202211434961.4有效
发明人：陈轩;王竹刚;黄永辉;崔天舒;赵文杰;赵蔚宸;张颖;胡婉如;陈青岳 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2022-11-16 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H04B17/391 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于软件无线电软件平台(如GNU Radio)、软件无线电硬件平台(如Hack RF)，并且基于几何的信道建模方法(GBSM)的星地信道模拟器，针对L波段星地信道，采用基于几何的建模方法进行多径建模，以进行时延、衰落、载波多普勒频移处理，同时考虑非线性特性、链路损耗、等效信噪比，将这些因素作为信道模拟器的参数，通过在GNU Radio上使已调制信号经过信道模拟器对已调制信号进行处理，得到的信号经过Hack RF以及射频天线发送，其中，信道时延通过可变时延插值滤波器实现，衰落采用正弦波叠加法实现，载波多普勒频移部分采用乘法器进行移相，功放的非线性特性通过对乘法器改变信号的包络和相位。
一种信道模拟器模拟方法

[发明专利]一种综合信号测试平台及测试方法-CN202211461061.9有效
发明人：陈轩;王竹刚;赵蔚宸;康婧;胡婉如;刘迪;王静;梅如如 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2022-11-16 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G06F11/36 文献下载
摘要：本发明涉及信号测试领域，尤其涉及一种用于FPGA程序测试的、基于ARM和FPGA的信号测试平台及相应的综合信号测试方法，通过在ARM端以多线程的方式生成随机原始数据发送给FPGA，在FPGA平台上经过待测试程序的处理并经过AWGN高斯白噪声信道，并将测试结果传回ARM端，实现大数据量的误帧率和误码率测试。同时，本发明通过ARM端和FPGA端的联合流量控制，保证在不丢失数据的情况下使系统以最大化的速率传输数据；且ARM端通过将原始数据发送和译码结果接收分为两个线程，可以大大减少ARM的空闲时间，提高整个测试系统的工作效率。
一种综合信号测试平台方法

[发明专利]一种星间通信测距时间同步的地面验证方法-CN202210710366.2在审
发明人：周莉;王竹刚;董文涛;朱岩;阎敬业 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2022-06-22 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G01S19/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种星间通信测距时间同步的地面验证方法，用于在地面对卫星星间通信机的星间通信测距功能和时间同步功能进行静态和动态的系统充分验证，卫星之间采用主从式的组网方式，支持多址复用，包括一颗主星和多颗子星，子星之间没有通信链路；所述方法包括：通过桌面有线测试，验证不同距离和不同信噪比下的星间通信测距和时间同步的功能及性能；通过高低温箱有线测试，验证不同温度下的星间通信测距和时间同步的功能及性能；通过微波暗室无线测试，验证动态下的星间通信测距和时间同步的功能及性能；通过车载无线测试，验证高相对运动速度下的星间通信测距的功能及性能。本发明的验证方法具有简单可行、成本低、效率高的优点。
一种通信测距时间同步地面验证方法

[发明专利]近地遥感卫星可变编码调制数据传输组帧系统及组帧方法-CN202110915282.8有效
发明人：胡俊杰;王连国;王竹刚;范森权 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2021-08-10 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： H04B7/185 文献下载
摘要：本发明属于近地遥感卫星的数据传输技术领域，具体地说，涉及一种近地遥感卫星可变编码调制数据传输组帧系统，包括：传输帧组帧模块和物理帧组帧模块；该传输帧组帧模块，用于对星上有效载荷数据进行拆分后再重新合并，得到多个K比特的基带帧；对每一个基带帧进行BB加扰后，再进行BCH编码和LDPC编码，得到多个数据传输帧，并将其进行数据交织；该物理帧组帧模块，用于对每一个数据交织后的数据传输帧进行码型映射后再进行重新分配，得到N个特定调制方式的数据帧；在第一个特定调制方式的数据帧增设物理帧头，在之后剩余的N‑1个特定调制方式的数据帧之间添加导频；对除去物理帧头外的传输帧数据进行物理层加扰和基带成形滤波。
遥感卫星可变编码调制数据传输系统方法

[发明专利]一种多星星间通信测距的实现方法及系统-CN202110844364.8有效
发明人：周莉;王竹刚;董文涛 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2021-07-26 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： H04B7/185 文献下载
摘要：本发明公开了一种多星星间通信测距的实现方法及系统，用于在高轨和深空轨道卫星编队飞行时同时进行星间通信和测距，卫星间采用主从式组网，包括一颗主星和多颗子星，子星之间没有通信链路，主星和子星间采用频分复用通信方式；该方法包括：主星和各子星均进行本地帧同步检测，经组包调制后发送帧同步状态给对方星；主星和各子星解调接收帧同步状态，经组包调制后发送握手成功状态给对方星；主星并行发起测距，分别将发起测距状态和伪距结果经组包调制后依次发给握手成功的子星；握手成功的子星检测到主星发起测距后，自身发起测距，并将发起测距状态和伪距结果经组包调制后发给主星；主星和子星根据自身的伪距和收到的伪距分别解算两星间的距离。
一种星星通信测距实现方法系统

[发明专利]一种多星星间秒脉冲和时钟同步的实现方法-CN202110844346.X有效
发明人：周莉;王竹刚;董文涛 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2021-07-26 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G04R20/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种多星星间秒脉冲和时钟同步的实现方法，用于为卫星编队的分布式探测提供同步秒脉冲和同步时钟，卫星间采用主从式的组网方式，包括一颗主星和多颗子星，基于部署在每颗卫星中的恒温晶振和DAC实现；该方法包括：基于双向单程伪距原理，子星测量计算得到主星和每个子星的时间差；每个子星通过DAC对本子星的恒温晶振进行调频和调相，使得本子星的恒温晶振均与主星的恒温晶振同频同向；基于主星和每个子星的时间差，每个子星进行初始相位生成，使得本子星的秒脉冲与主星的秒脉冲对齐；根据星间通信工作频率与恒温晶振频率的相位关系，主星和每个子星均对秒脉冲进行相位补偿，使得每个子星的秒脉冲均与主星的时钟同步对齐，且相位固定。
一种星星脉冲时钟同步实现方法

[发明专利]一种基于DVB-S2系统的可复用Q次方解映射方法及系统-CN202110550435.3有效
发明人：胡婉如;王竹刚;梅如如;陈轩 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2021-05-20 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： H04L27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于DVB‑S2系统的可复用Q次方解映射方法及系统，该方法包括：接收DVB‑S2系统的信号和调制方式信号，根据调制方式信号确定接收信号的调制类型，对QPD算法相偏补偿后的接收信号进行相应的Q次方运算，然后进行功率检测，根据功率检测值与功率判决阈值的关系，判决符号所在圆环；根据接收信号、Q次方运算后的信号和判决符号所在圆环进行该接收信号的解映射，得到对应的星座点比特位。在不同调制方式下，本发明的算法误码性能优于基于幅度和相位的解映射算法和基于幅度的解映射算法；资源消耗低于其他同比算法；并且具有可复用性，复用后可减少DSP资源消耗，可更好的应用于DVB‑S2系统。
一种基于 dvb s2 系统可复用次方映射方法

[发明专利]一种遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法-CN201910216552.9有效
发明人：胡俊杰;熊蔚明;王竹刚;谢义方;王昊 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2019-03-21 - 公布日： 2021-11-09 - 主分类号： H04B1/40 文献下载
摘要：本发明提出一种遥感载荷与数传一体化系统，包括：接收和发射信号的通讯天线装置；将信号转化为L波段基带模拟信号，输出至综合基带处理模块，将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为L波段数传射频信号输出至通讯天线装置的L波段射频模块；将信号转化为X波段数传基带模拟信号，输出至综合基带处理模块，将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为X波段射频信号输出至通讯天线装置的X波段射频模块；以及将基带模拟信号处理与存储，建立及维护链路并将需要传输的数据生成基带模拟信号输出给X波段和L波段射频模块的综合基带处理模块。本发明还提出一种中继传输方法，基于上述系统建立星间链路与星地链路，实现载荷数据高时效下传。
一种遥感载荷一体化系统中继传输方法

[发明专利]一种基于Q次方极性判决的载波相位恢复方法及系统-CN202011354900.8有效
发明人：胡婉如;王竹刚;梅如如;陈轩 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2020-11-27 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： H04L27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于Q次方极性判决的载波相位恢复方法及系统，所述方法包括：对相位补偿后的接收信号进行Q次方运算和相位旋转，然后进行功率检测；选取旋转后功率较大的信号进行极性判决，由此计算相偏信号；根据相偏信号计算下一时刻的接收信号的相位补偿信号，利用相位补偿信号对下一时刻的接收信号进行相位补偿。本发明的方法相比于基于Q次方的极性环，提高了频偏捕获范围和抗噪性；相比于PD算法，可适用于QPSK、8PSK、16APSK等等幅调制方式；相比于DD算法，提高了频偏捕获范围。
一种基于次方极性判决载波相位恢复方法系统

[发明专利]一种自适应的双模式盲均衡方法及系统-CN202011320755.1有效
发明人：胡婉如;王竹刚;梅如如;陈轩 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2020-11-23 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： H04L25/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种自适应的双模式盲均衡方法及系统，所述方法包括：对接收端的接收信号采用DDLMS算法计算第一误差信号；根据第一误差信号，判断选择DDLMS模式、CMA+DDLMS加权双模式或CMA模式计算第二误差信号；利用第二误差信号对抽头系数进行更新；利用更新后的抽头系数对接收信号进行均衡计算，并根据均衡后数据进行判决和误差计算。本发明的方法具有更快的收敛速度、更小的剩余误差、以及在不同信噪比情况下都具有更小的误码率。
一种自适应双模均衡方法系统

[发明专利]一种高动态扩频信号捕获装置及捕获方法-CN202011328588.5在审
发明人：李晓;王竹刚 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2020-11-24 - 公布日： 2021-04-13 - 主分类号： G01S19/30 文献下载
摘要：本发明属于扩频信号接收处理的技术领域，具体地说，涉及一种高动态扩频信号捕获装置，包括：FPGA芯片和设置在FPGA芯片上的频率搜索控制器、PRN码发生器、本地振荡器产生模块、第一FFT模块，第二FFT模块、第一复数乘法器、第二复数乘法器、第三复数乘法器、IFFT模块、峰值检测模块、数据处理模块和计数器；所述数据处理模块，用于根据判决结果，获取当前捕获的码相位；并结合下一次捕获得到的码相位，得到捕获时的码相位，完成对高动态扩频信号的捕获。
一种动态信号捕获装置方法

[发明专利]一种用于遥感卫星的有效载荷数据传输系统-CN201610473620.6有效
发明人：熊蔚明;李炯卉;王竹刚;耿浩;杜浩;韩霜雪;燕威 -专利权人：中国科学院国家空间科学中心
申请日： 2016-06-24 - 公布日： 2019-01-25 - 主分类号： H04L1/00 文献下载
摘要：本发明提供一种用于遥感卫星的高效超高速有效载荷数据传输系统，其包括：可变码率编码模块，数据调制复用模块，微波信号发射模块和系统控制模块；该系统控制模块，根据卫星与地面站相对位置计算出低密度奇偶校验码的编码码率、振幅相移键控的调制阶数和承载天线的转台角度；该可变码率编码模块，完成有效载荷数据的信道编码，组成数据传输帧；该数据调制复用模块，实现数据传输帧的振幅相移键控调制，将传输码元信号在多个子信道上完成正交频分复用后成为数据已调载波信号；所述微波信号发射模块，通过频谱搬移将数据已调载波信号转换为数据已调射频信号，输出一定功率的空间电磁波，并保持天线波束自动跟踪地面站；实现Gbps量级的传输码率。
一种用于遥感卫星高效超高速有效载荷数据传输系统

[发明专利]一种减小深空探测器天线波束宽度的方法及系统-CN201210306698.0无效
发明人：屈晨阳;谢春坚;王竹刚;熊蔚明 -专利权人：中国科学院空间科学与应用研究中心
申请日： 2012-08-24 - 公布日： 2014-03-12 - 主分类号： G06F19/00 文献下载
摘要：发明提供了一种减小深空探测器天线波束宽度的方法及系统，所述方法包含：步骤1）获取太阳、深空探测器与地球之间的夹角所呈现的规律性范围；步骤2）利用获取的夹角所呈现的规律性将天线的半波束宽度设计为大于上述夹角范围的窄波束定向天线。步骤1）包含：建立深空探测器轨道动力学模型；获得深空探测器在地球J2000坐标系下的位置矢量，根据已知探测器的轨道根数，利用建立的探测器轨道动力学模型，采用龙格库塔7/8阶数值积分进行探测器轨道递推计算，获得深空探测器在地球J2000坐标系下的位置矢量；同时获得太阳在地球J2000坐标系下的位置矢量；根据深空探测器及太阳在地球J2000下的位置矢量，获取了太阳、深空探测器与地球之间的夹角所呈现的规律性。
一种减小探测器天线波束宽度方法系统

[实用新型]一种适于空间应用的S波段数据传输发射机-CN200620131258.6无效
发明人：谢春坚;屈晨阳;王竹刚;耿浩;郭丽莉;姜亚祥;陈晓敏;孙辉先 -专利权人：中国科学院空间科学与应用研究中心
申请日： 2006-08-25 - 公布日： 2007-09-26 - 主分类号： H04B1/04 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种适于空间应用的S波段数据传输发射机，包括一射频电路、一基带信号处理电路；一中频调制电路与所述基带信号处理电路连接；一中频晶振电路与所述中频调制电路连接；所述射频电路与所述中频调制电路连接。一电源电路，分别与所述基带信号处理电路、所述中频调制电路、所述本振电路、所述射频电路连接。本实用新型的优点在于减小了发射机的旁瓣发射、整机体积小、重量轻、通信距离远、抗辐照、剩磁小。
一种适于空间应用波段数据传输发射机

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