封底照片说明

照片是未来空间太阳能电站的模拟图。早在1968年,美国科学家彼得·格拉赛就首先提出了建造空间太阳能电站的构想：将无比巨大的太阳能电池阵放置在地球轨道上,组成太阳能发电站,将取之不尽、用之不竭的太阳能转化成数千兆瓦级的电能,然后将电能转化成微波能,并利用微波或无线技术传输到地球。能量转换装置将电能转换成微波或激光等形式（激光也可以直接通过太阳能转化）,并利用天线向地面发送能束。     

卫星太阳能电站教学演示系统

介绍了自制的卫星太阳能电站教学演示系统,根据已制作成功的X波段小功率微波输电实验模型,介绍了人造太阳光源(氙气灯和微波硫灯)的工作原理和发光特性;给出了部分市售太阳能电池板的技术参数和选择原则;说明了简易耿氏振荡器的组成和实验应注意的问题;分析了喇叭天线菲涅耳区的场分布,并测量了相应的传输效率;解释了微波二极管的整流机理,总结了国产硅点接触微波二极管整流的实验结果,指出了二极管使用的注意事项．     

带状束高功率微波源宽通带收集极

设计了一种适用于带状电子束高功率微波源的宽通带收集极,在有效吸收束-波相互作用后的带状电子束的同时,保证了带状电子束高功率微波源的工作模式——矩形波导TM11模式高效率地通过。研究结果表明:在13~27GHz范围内,功率传输效率大于95%,这一宽通带特性使得该类型的收集极与带状电子束高功率微波源能够更好配合,显著提高了微波源的模拟优化和实验调试效率;TM11模式微波的传输效率对收集极厚度和长度等参数不敏感;该类型收集极结构具有良好的散热能力,在不加外部水冷装置的条件下,仅靠空气自然对流冷却和辐射冷却,可以承受电流3kA、电压300kV、脉冲宽度30ns及重复频率50Hz带状电子束的连续冲击。     

无云情况下L波段微波辐射计快速大气校正方法

利用数值天气预报模式输出的大气温湿廓线数据与大气辐射传输模型计算了无云情况下全球海面大气在L波段的上行、下行辐射亮温及透射率, 建立三个参数与大气水汽含量及海表气压的回归关系模型——辐射-水汽模型, 利用该模型可快速计算大气辐射参数, 对L波段微波辐射计进行大气校正. 为了验证模型的实用性和可靠性, 利用SSM/I卫星水汽含量数据和数值模式地表气压数据通过模型计算大气辐射参数, 并与Aquarius卫星实测L波段微波辐射数据进行对比分析. 结果表明: 模型计算的辐射亮温比卫星观测数据偏低约0.335 K, 但改正系统性偏差后的均方根误差仅0.086 K, 且模型计算的大气透射率与卫星观测数据基本一致, 说明利用该模型对L波段微波辐射计进行大气校正具有较高的可靠性, 相比于传统利用大气辐射传输模型进行大气校正, 该模型更为简单快速, 输入参数更易获取, 更适于工程应用.     

面向天线组阵的光载微波光纤稳定传输技术

光载微波光纤稳定传输技术解决了天线组阵中所需的延时（或相位）稳定的微波信号远距离分配难题，在多天线协同的新一代微波测量中具有不可替代的作用。本文介绍了光载微波光纤稳定传输的基本理论，分析了制约传输稳定性的关键因素，并展示了基于相位预补偿和基于光延时校正的提高传输稳定性的技术途径。通过光电双外差混频的相位检测高灵敏地感知光纤链路延时变化，并分别利用微波相位调控和光延时调控来对这一变化进行高精度的补偿，最终实现了多路时间抖动在数十fs量级的高稳定光载微波传输，为天线组阵等多天线协同微波测量中的信号级同步提供了有效的解决方案。     

微波击穿大气电子温度与电子密度依存关系

给出了描述高功率微波脉冲大气非线性传输及微波大气等离子体特征演化的方程组,并在以微波群速度运动的局域坐标系下完成程序编制。据此模拟分析了高功率微波大气长程非线性传输及自产生大气等离子体的基本物理过程,给出了在击穿建立过程中,电子数密度增长与电子温度升高之间的关系。模拟结果表明:由于大气层中本底自由电子数密度较低,高功率微波脉冲到达时会迅速地将大气中现有的自由电子加热至平衡温度,与之相比导致电子数密度雪崩式增长的击穿过程要缓慢得多,而且随着击穿过程的开始电子温度会从平衡温度快速下降。     

微波加热技术简介

微波是波长1cm到1m的电磁波,其频率为3×104MHz到3×102MHz,属超高频电磁波,它成功地应用于电视广播、微波通讯、雷达及卫星通讯方面．微波与微波等离子体除了作为信号传输手段在通讯领域有着广泛的应用外,在非通讯领域中的应用也有了迅猛的发展．20世纪60年代以后,微波作为一种新型能源在工业上得到了广泛的应用．如化学研究     

低杂波微波激励源的分析与改进

在托卡马克实验装置上进行等离子体低杂波电流驱动和加热实验，需要输入兆瓦量级的微波功率。这些微波是由微波激励源产生的，其频率为2450MHz。在经过幅度稳定控制、频率稳定控制和中级行波管放大器进行功率放大后，最终输出幅度和频率稳定的、功率1．5～2．5W的微波到大功率速调管上进行放大，然后通过微波传输系统输送到天线，将大功率微波注入到HL-2A装置。由此可见，微波激励源工作特性的好坏将对实验的正常进行产生重要的影响。     

高功率微波大气传输电离过程的物理研究

 指出平面1维近似不符合在远场处微波单位面积能流与传输距离平方成反比的规律。给出了束流1维近似下微波大气传输的基本方程组。详细研究了微波电离大气的特性和相似律。估计了平面1维近似下和束流1维近似下的尾蚀，指出当无量纲电离电子数不太小时，两者可能有很大差别。     

星载微波辐射计欧洲大陆无线电频率干扰分析

基于2011年6月1日至16日先进微波扫描辐射计(AMSR-E)的观测资料,采用改进的主成分分析算法,对欧洲陆地区域的无线电频率干扰(RFI)进行识别和分析。研究发现影响英国和意大利的X波段RFI源主要是稳定的、持续的地面主动源,而影响欧洲其他国家的RFI则主要是反射的静止电视卫星信号对星载微波被动传感器观测的干扰。源于静止电视卫星的RFI出现位置和强度随时间周期性变化,在欧洲陆地多出现在星载微波辐射计升轨观测上,降轨观测则几乎不受其干扰。RFI出现位置和强度与星载微波辐射计扫描方位角和观测视场相对静止电视卫星的方位有关,只有当星载微波辐射计视场扫描方位角大小与该视场相当于静止卫星发射方位角大小接近时该视场易受RFI影响。     

基于被动补偿的点到多点微波信号光纤稳相传输

微波信号的稳相传输在雷达、空间观测以及卫星导航等领域有广泛的应用。针对目前点对点稳相传输方案传输效率不高以及主动补偿速度较慢等问题,研究并提出了一种基于被动补偿的适用于大范围、多站点微波信号光纤稳相传输的方案。微波信号在本地端经功分器分为两路,分别作为待传信号和分频后的探测信号;待传信号在本地端与经光纤往返传输的探测信号混频获得下变频信号;该下变频信号传输到远端与前向探测信号混频后生成相位稳定的微波信号,通过结构的合理设计实现点到多点稳相传输。经过实验验证后可知:2 GHz信号在10 km光纤链路下多链路分布结构的均方根(RMS)延时抖动为0.968 ps,在11 km光纤链路下单链路分布结构的均方根延时抖动达到1.606 ps。     

洛斯阿拉莫斯实验室研制太空用核反应堆

 美国宇航局准备在2011年向木星发射研究其3颗被冰层覆盖的卫星---木卫四、木卫三、木卫二的JupiterIcyMoonsOrbiter(JIMO)太空探测器上安装一台电离子发动机,发动机能量将由核反应堆提供。选取这样的方案是因为,太阳能电池板产生的电能(木星区域的太阳光远比地球上少)不能满足JIMO探测器整个系统的完全需要。显然,对安装在太空探测器上的核反应堆在质量上有严格限制,以便能使支载火箭将探测器送入预定轨道。     

1kW碟式太阳能行波热声发电系统

碟式太阳能行波热声发电是近年来兴起的新型热发电技术,具有可靠性好、潜在效率高、分布灵活等优点。本文介绍了正在研制的一套1 kW碟式太阳能行波热声发电系统。该系统利用碟式集热器收集太阳辐射热量,通过高温热管将热量传输到发动机热端,再采用行波热声发电机进行热-电转换。初步调试采用高频加热模拟太阳能,以3.5 MPa氦气为工质、加热温度为751℃和798℃时分别实现了116 W和255 W的电功输出。实验验证了系统的可行性。目前系统的安装调试仍在进行中,相关的实验结果将在后续的文章中进行报道。     

三轴稳定GEO卫星漫反射光变特性

利用天文测光方法研究了地球同步轨道卫星可见光波段的反射光变特性.以三轴稳定地球同步轨道通讯卫星为研究样本,进行了可见光波段的光学非高分辨成像观测,并使用天文标准星进行定标.基于相位角序列的测光观测数据表明:在大相位角区域卫星光变曲线分布与漫反射光照数学模型计算结果有很好的一致性,以卫星主体和太阳能电池板的漫反射效应为主;而在小相位角区域与漫反射模型计算结果有明显的差异,为卫星的太阳帆板镜面反射效应影响所致.     

TM01模虚阴极振荡器实验研究

 在SPARK-04强流相对论电子束加速器上，对轴向反馈式虚阴极振荡器进行了实验研究，并采用远场测量方法对其激励的高功率微波辐射进行了测量，测得了微波辐射主模及辐射功率。结果表明：微波辐射主模为TM₀₁模，辐射功率大于500 MW，微波转换效率大于3%，辐射频率约3.6 GHz，微波脉宽大于20 ns。同时，采用单反射面Vlasov天线，实现了该器件所激励高功率微波的定向传输。     

无云地球大气背景辐射光谱亮度的计算模型

根据辐射的叠加性,提出了一种用于卫星遥感无云地球大气背景辐射强度计算的理论模型。在利用该模型对晴朗无云地球大气背景的光谱辐射亮度进行计算时,使用迭代法解辐射传输方程并对大气采用动态分层。模型计算的结果与法国6S软件计算结果的对比表明：该模型以及计算方法对于无云地球大气背景向上的辐射亮度计算是精确可行的。且计算结果说明在可见光波段地球大气背景的辐射是很强的,而在红外强吸收波段,地-气系统的辐射很弱,主要来自大气的后向散射。     

扫描电化学显微镜在功能材料分析中的应用

扫描电化学显微镜是一种扫描探针技术,利用微电极检测发生在固／液、液／液或者气／液界面反应物或者反应产物的连续变化。这里将对该技术原理进行详细说明。过去我们工作主要都集中在固定化酶的活性成像。最近研究的领域开始拓展到与能源转变相关材料上,如染料敏化太阳能电池和（生物）燃料电池的氧气催化还原。起初的尝试已经扩展到如何扩宽研究材料的范围和成像模式的应用范围。扫描电化学显微镜的反馈和产生～收集模式已被用于研究染料敏化太阳能电池半导体／电解质界面的光激发染料阳离子再生过程。现在开始关注更多的与太阳能的再生,燃料电池或染料敏化太阳能电池相关的复杂反应,这些复杂的反应包括外部质量传输过程、内部质量和电荷传输过程、多孔物质反应中心的本身活性等。     

美科学家猜测距太阳30光年处有类地球行星

据台湾《中国时报》报道，美国天体物理学专家鲍斯在美国科学促进协会年会上指出：“距太阳约30光年远处，有约数十个类日恒星，我想其中应有好一部分，大概一半的恒星，周围会有类地球行星围绕．”他确信，类地球行星可以通过过美国太空总署预计今年3月5日发射升空的开普勒太空望远镜，或是从2006年开始在轨道上运转，配备太空望远镜的COROT卫星观测到．     

小卫星地面供电电缆温度监测系统设计

随着小卫星研制数量的增多,地面电缆的敷设数量越来越多,一旦绝缘老化而发生热击穿将造成很大的损失。卫星地面供电电缆的运行温度是一个重要参数,必须对其进行监视。为此,研制了小卫星地面供电电缆温度监测系统,该系统采用T型热电偶对电缆重点监测部位进行测温,并将测温数据通过温度数采盒转换为RS-485信号进行远程传输,利用工业串口服务器和以太网交换机接入测试网络,实现测温数据的便捷访问,通过基于LabVIEW开发的温度监视软件实现温度数据实时监视以及其他综合应用。最后,为了获取小卫星地面供电用电缆载流数据,进行了该类型电缆载流试验,试验数据表明了电缆温度的重要性。     

从三个参照系看“地球—卫星”系统

本文将从太阳、地球和“地球一卫星”系统的质心这三个参照系,来分析哪些守恒定律对“地球-卫星”系统是成立的。 “地球-卫星”系统是处在太阳的引力场中的,这是本文始终在考虑着的一个关键问题。 让我们先计算一下太阳对地球和卫星的吸引力(这是外力),以及地球与卫星之间的相互吸引力(这是内力): 万有引力常数(米2/秒2·千克) 太阳的质量(千克) 太阳中心到地球中心的距离 R=1.496× 1011(米) 地球的质量m=5.98×1024(千克) 地球的半径r=6.37×106(米) 卫星的质量产为10’(千克)的数量级 太阳对地球的引力为 太阳对卫星的引力为 (这里,取…