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1.2 发动机喷焰影响
固体火箭发动机喷焰是一种高浓度、高碰撞、剧烈湍动的不均匀等离子体。无线电遥测信号通过发动机喷焰时,将产生衰落、反射、相移、调制噪声等变化。此外,随着试验台高速旋转,喷焰将以最高5次/s的频率阻断直射波通道,因此,喷焰对遥测信号的影响具有快速时变衰落特点。
2 遥测系统设计方案
针对过载试验台遥测系统的特点,为了克服高速旋转、多径衰落和发动机喷焰的影响,本方案在遥测发射单元结构和电路布局、收发天线设计、信道编码、系统设计等方面分别采取了相应的措施。
2.1 发射单元结构和电路布局设计
发动机在高速旋转时将产生较大的离心力,该离心力以过载形式施加到遥测发射单元的各个部分。另外,发动机点火后,喷焰产生的高分贝噪声会引起高频振动。如图4所示,遥测发射单元在结构、电路布局中采取以下措施,有效降低了过载和高频振动的影响。
(1)外形采用圆锥体结构,有利于提高旋转时的机体的稳定性。
(2)电路板位于试验台中心、水平安装并与转轴垂直,该方式消除了试验台高速旋转对电路板产生的扭转力矩。元器件采用SMT器件,可以有效降低元器件承受的横向剪切力。
(3)为了降低喷焰噪声引起的高频振动,遥测发射单元与试验台连接面之间增加减振绝缘垫,电路板和外壳体之间的间隙填充吸音材料。
2.2 收发天线设计
为了降低过载试验台和房顶的发射波能量,发射天线采用柱状单极子天线,其方向图如图5所示。该种天线的方向图在水平剖面表现为均匀的方向性,有利于过载台在高速旋转时遥测信号稳定接收;在垂直方向上,上下方向各有一个较深的零陷,有利于抑制发射信号在试验台和房顶形成的反射波,降低多径衰落的影响。