基于LTCC的三维功分器设计

低温共烧陶瓷(LTCC)技术是实现微波电路与系统小型化、高密度组装和互联的有效途径。文章研究了基于LTCC工艺的三维微波传输特性,设计了两种X波段三维结构功分器。利用高频仿真软件HFSS进行了建模仿真和性能优化,并加工了实物进行了测试。测试结果和设计结果性能吻合很好。     

一种分形DGS单元结构设计及其在微带电路中的应用

文章设计出了一种新型的DGS单元——Minkowski分形哑铃DGS单元，并将其应用于微带电路的设计中。利用HFSS软件对相关电路模型进行仿真，结果表明，具有相同尺寸的一阶分形单元电路（缺口深度P=2／3）与普通的哑铃形DGS单元电路比较，谐振频率降低了1．1GHz。利用此分形单元设计电路，可以达到电路小型化的效果。     

一种新型微带DGS低通滤波器设计

文章设计了一种新型的DGS(Defected Ground Structure)单元结构微带线,该DGS单元结构在某频段内具有带阻特性和低通滤波器的特性。文章运用这种新型的DGS单元结构,设计了三级低通滤波器,测试结果和计算结果基本一致。设计的低通滤波器与传统低通滤波器相比,提高了功率容量和性能,说明DGS单元结构在射频电路中有很好的应用前景。     

一种新型带状线低通滤波器的研究

文章借助三维电磁仿真软件HFSS，分析了带状线结构中的哑铃型DGS结构参数对电路性能的影响；并以五阶Chebyshev低通滤波器原型为基础，设计了一款带状线DGS结构的低通滤波器。与传统的阶梯阻抗低通滤波器相比，新型结构的滤波器截止频率更低、矩形系数更高，阻带范围约为截止频率的3倍，具有非常出色的谐波抑制特性，而物理长度却缩短了38％，适合于对电性能和物理尺寸有严格要求的场合使用。文章通过得出带状线DGS结构的电气特性，在需要基板层间走线和空间布局有限的场合下，拓展了DGS结构的应用范围。     

阵列天线耦合抑制技术研究

随着雷达装备的发展,对天线阵带宽、小型化和波束扫描性能的要求越来越高.天线阵阵元间距减小时,阵元间互耦随之变大,制约了天线阵波束扫描.分析了一种工作于P波段的阵列天线,在保持阵元结构不变的情况下,组成4×4的平面阵,并用EBG、平面吸波器和极化栅分别设计了耦合抑制结构.利用仿真软件HFSS对阵列进行全波分析,仿真结果表...     

基于电磁带隙结构的CCD相机成像电路降噪

文章研究了几种不同形式的电磁带隙(electromagnetic band-gap,EBG)结构,并分析了平面EBG结构的等效电路,提出一种适用于高速模数混合电路的平面EBG结构,可有效抑制电路中的同步开关噪声。使用ANSYS HFSS仿真软件对该EBG结构的频域特性进行了分析,结果显示:当抑制深度为–30d B时,阻带范围为0.7~2.3GHz和3.0~10GHz。相对于传统EBG结构,其阻带带宽由7GHz增加到8.6GHz。文章根据一款实用的CCD相机成像电路的PCB尺寸、噪声干扰源和敏感端的位置布局等信息,对其进行仿真分析,发现在使用改型EBG结构时,电路中的同步开关噪声得到一定抑制,为EBG结构在CCD相机成像电路中的应用提供了参考。     

宽带高集成多级射频互连技术

针对微波电路三维集成结构的迫切需求,开展宽带高集成多级射频互连技术研究。主要设计了两种电路结构,多级水平互连电路与多级垂直互连电路。多级水平互连电路中,通过优化同轴-微带线的水平过渡以及倒角过渡方式,得到在DC～30GHz内的仿真结果,回波损耗优于21dB,插入损耗优于0.16dB;多级垂直互连电路中,通过优化BGA板间互连结构,得到在DC～30GHz内的仿真结果,信号的回波损耗优于13dB,插入损耗优于0.57dB。在小型化、高集成的需求下,宽带高集成多级射频互连技术是解决宽带射频信号传输问题的关键技术路径,可以广泛应用在微波电路三维集成结构中,具有重大的应用前景。     

微波功率均衡器的小型化设计

文章设计出一种小型化的微波功率均衡器。分析了均衡网络中谐振吸收枝节的特性,并讨论了谐振单元间匹配网络的设计原则与约束。对谐振单元和级间匹配网络的参数进行设定和调整,并利用仿真软件进行优化分析,可以设计出满足目标响应的均衡器。基于该方法,设计了频段为1GHz-2GHz、小型化的微波功率均衡器。     

一种星载微波接收机应用的全集成厚膜电源设计

应新一代小型化、轻量化星载微波接收机需求,借鉴引进的国外微波接收机全集成厚膜电源设计理念,采用轻质化硅铝材料和LTCC厚膜集成技术的新方案设计了一种应用于星载微波接收机的全集成厚膜电源.该厚膜电源模块为全集成设计,除了实现DC-DC基本功能,还集成了EMI滤波器以及多个功能电路单元,模块可直接和卫星平台配电系统对接.本...     

一种应用于C频段形状可调线性化器设计

文章利用低温共烧陶瓷（Low temperature co fired ceramic, LTCC）低插损，高集成，小温漂、易集成等优点，设计实现了一款小型化、高性能LTCC线性化器。根据电路原理，设计仿真了一个基于LTCC技术的C频段线性化器，该线性化器频率范围为3.7~4.2 GHz，通过改变线性化器的二极管偏置电压可调整线性化器的增益扩张和相位扩张特性，从而匹配与之级联的功率放大器的增益和相位压缩，改善级联系统的非线性特性。仿真结果表明这种设计的线性化器具有体积小、重量轻、性能优、易于整机集成的特点。     

非接触式低无源互调波导滤波器

无源互调(passive intermodulation, PIM)是微波部件及系统中一种常见的非线性干扰,对卫星及地面通信均有着普遍影响。不良金属电接触所导致的接触非线性是PIM的主要根源。将间隙波导技术原理与PIM问题相结合,提出通过非接触电磁屏蔽消除微波部件中的金属接触,实现了稳定高效的PIM抑制效果。首先以槽间隙波导为例,开展了非接触式波导传输线的PIM实验研究,进一步采用串联短路枝节结构,设计研制了一种Ku频段非接触式波导低通滤波器。实测结果显示,非接触式滤波器在具有优秀电磁传输性能的同时,其PIM电平基本保持在测试系统残余PIM电平附近,且不受表面处理及连接力矩影响,获得了稳定的低PIM特性。该工作可为低PIM微波毫米波部件及系统设计实现提供一种新的思路。     

激光跟踪仪在交会对接微波雷达多径试验中的应用

交会对接微波雷达多径试验是在地面模拟两个飞行器在轨交会对接过程中由舱体表面及遮挡对微波信号造成反射干扰的一种试验,其目的是验证激光雷达系统功能及安装位置的合理性。在近20 m远的距离上,对飞行器舱体上的微波雷达天线和微波应答天线进行角度及距离的精确测量。文章通过对试验环境、测量项目分析及不同精测方案比对,采用激光跟踪仪直接测量舱体结构,获得了准确的基准数据,有助于指导微波雷达在飞船轨道舱上的精确安装和提高交会对接微波雷达多径试验的精度。激光跟踪仪首次应用于交会对接微波雷达多径试验,相比经纬仪在航天器基准测量中具有更大的优势。     

宽频角振动地面模拟试验设备的研制

为了解并减小探月着陆系统之敏感器容易受到宽频角振动影响的任务风险,有必要进行宽频角振动地面模拟试验。文章首先提出了宽频角振动的振动转换结构和测量方法,在此基础上完成了试验设备的研制,之后针对探月着陆系统成像敏感器遭遇的角振动环境进行了地面模拟测试。测试结果表明:该试验设备的宽频角振动模拟频率范围为0~2000 Hz,控制精度达到±15%（2σ）,同时还可模拟包括平移和转动在内的着陆系统刚体运动。该设备已用于敏感器在角振动环境下的地面模拟试验验证。     

基于车载微波辐射计的地面观测试验方法

微波遥感具有全天时全天候的优点,并对云雾、雨雪和植被等有一定的穿透能力。地基微波辐射计以机动灵活的方式接收地表在微波波段的电磁辐射特性,被广泛用于土壤水分、冻融过程等微波遥感定量试验中。以车载多通道双极化微波辐射计(RPG-6CH-DP)为例,针对不同植被覆盖地表,在内蒙古多伦地区开展了为期3个月的野外观测试验,获得了L(1.4GHz)、C(6.925GHz)、X(10.65GHz)三个频率下的极化亮温观测数据。结果发现,L波段对植被的穿透能力最强,对土壤水分变化最敏感。微波辐射计观测地物的方位角、入射角均对观测亮温有直接影响。这为解译地物微波辐射传输过程及其相互作用机理、各种理论模型的发展和验证、地表参数反演算法的改进,以及相关地球观测卫星计划的载荷方案论证奠定了基础。     

电大尺寸平面数字相控阵外场通道校准测试方法

电大尺寸平面数字相控阵通道校准测试对暗室规模和质量要求极高，扫描架探针移动速度受限导致通道校准的暗室测试时间长达数小时，且长时间测试引起的温度变化会造成通道相位漂移从而导致测试结果不准确。针对存在的问题，提出了一种外场通道校准测试方法，整个阵面中所有通道单次校准测试仅需几分钟，可有效解决由于长时间测试引起的温度变化进而造成的通道相位漂移问题，并通过引入基准通道来解决外场通道校准测试中存在的收发不同源问题。测试方法可有效缩短电大尺寸平面数字相控阵的通道校准时间，提高测试准确性，降低天线测试过程中的时间成本和暗室硬件建造成本。最后，通过某Ka频段电大尺寸平面数字相控阵测控系统的外场测试，验证了方法的可行性和正确性。     

星载微波辐射计系统定标技术

在简要综述星载微波辐射计（ＳＭＲ）定标技术基础上，详细介绍了星载微波辐射计定标的基本原理及其地面试验系统，进行了星载微波辐射计星上定标误差分析并提出需要解决的问题。     

Remote sensing of precipitation by a satellite-borne microwave remote sensor

The problem of remote sensing of precipitation by a satellite-borne microwave rain scatterometer is discussed. A downward-looking scanning pencil-beam antenna system is used. The combination of the range-gate method and low side lobe level is used to separate echoes from precipitation layers in the main lobe from ground clutter in the side lobes. Various parameters of the satellite-borne microwave rain scatterometer are calculated and characteristics of systems at 10 and 34.45 GHz are considered. The transmitter peak power needed to observe precipitation with sufficient signal-to noise ratio is calculated by means of the radar equation. The signal (i.e. the received power from the resolution volume of the precipitation) and the received power due to the ground clutter are calculated and the signal-to-clutter ratio is obtained by applying the radar equation. An airborne microwave rain scatterometer is proposed for preliminary experiments.     

空间薄膜阵面预应力导入效应及影响因素

空间薄膜阵面结构由于其显著特点正得到日益广泛的研究和应用。首先以一个三角形薄膜 阵面为数值分析对象,论文给出了膜面预应力导入的分析方法,并分析了薄膜阵面的预应力 导入效应。在此基础上,提出边缘悬链线影响的分析方法,用五个应力特征参数描述阵面和 悬链线受力,引入应力波动系数描述阵面和悬链线受力均匀度。以四边形阵面为例进行数值 分析,结果表明：在合适的边缘
悬链线型及矢跨比下,阵面的导入应力分布更均匀,刚度更 大。论文所提出的分析方法和结论对薄膜阵面结构设计研发具有参考价值。     

一种研究电弧风洞等离子体密度的诊断方法

用微波探针法研究了等离子体密度变化。一般情况下，它除了不对等离子体产生干扰外，还可以对等离子体进行实时监测。本文利用这种方法对电弧风洞等离子体的形成以及不同状态下的密度变化作了观测，并同扫描朗谬探针在相同实验条件下的结果进行了比较。实验结果表明，微波探针是研究特殊环境下等离子体密度变化的一种好方法。     

一种星载巴特勒矩阵微放电特性的分析与验证

作为星载雷达发射微波功率合成的关键部件，巴特勒矩阵的微放电性能直接决定了雷达载荷的功率容量。因此，有必要对其微放电特性进行分析与验证。针对该需求，提出了一种用于大功率动态合成网络的星载巴特勒矩阵，并对其在真空条件下的微放电特性进行了分析与验证。第一，提出了一款用于星载雷达的大功率巴特勒矩阵，对其功率合成性能进行了分析。第二，为了对巴特勒矩阵微放电性能进行详细研究，对提出的巴特勒矩阵进行了微放电功率阈值仿真和自由电子分布分析。第三，为了验证分析结果的正确性，对该巴特勒矩阵进行了峰值功率14kW的真空微放电试验，验证了其在大功率真空环境下的微波传输功率容量。提出的巴特勒矩阵性能优良，为未来的星载雷达大功率微波部件提供了理论方法和关键技术支持。