日本设想用超小型地球站

日本邮政省为了利用太空站进行通信实验,正设想在卫星上采用直径10米的两个天线平台,作移动通信及毫米波通信实验。倘若这些通信技术予以确定,就能够用超小型天线实现个人卫星通信。设想的通信实验平台有三种系统:1.综合移动通信系统,在移动体与卫星之间采用超高频段(900/800兆赫);地面站与卫星之间使用12/14千兆赫与20/30千兆     

一种校准空口误差矢量幅度的辐射信号产生方法

新一代通信技术愈发依赖毫米波信号，空口条件下毫米波信号质量的校准成为亟需解决的问题。在此背景下提出了一种用于空口毫米波信号误差矢量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)参数校准的W频段宽带矢量调制辐射信号产生方法，可以提供高载频、高传输速率的宽带矢量调制信号，为毫米波接收设备EVM参数的校准提供标准信号。使用倍频加混频的方式，获得符号速率1 GBaud(500 MBaud)的W频段正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK)矢量调制信号，通过天线辐射到空间传输。接收天线在远场条件处对信号进行接收，经过下变频后得到载频1 GHz的QPSK接收信号，解调后信号的EVM约为20%@1 GBaud(10%@500 MBaud)。为提高接收信号质量，研究了相应的预失真与信号平均技术，通过结合发射接收信号来估计传输链路误差并进行迭代补偿，将EVM最低降低到5.2%@1 GBaud(2.1%@500 MBaud),大幅度地提高了信号质量，为空口EVM参数校准提供了高质量的辐射信号。     

日本“樱花”通信卫星系列(CS)

现在世界卫星通信中主要采用 C 频段(4/6 GHz 频带)和 Ku 频段(12/14GHz频段),而日本开拓了 C 频段及 K 频段(20/30GHz 频段)的应用。(注:通常20～30GHz 频段是指准毫米波频段,而30～40GHz 频段是指毫米波频段,两者是有区别的,但为方便起见,准毫米波频段也称为毫米波频段。)     

紧凑型毫米波双极化阵列天线

设计了一种紧凑型毫米波双极化微带阵列天线.首先对双极化天线单元进行了优化设计,该天线单元采用共面微带线馈电和缝隙耦合馈电相结合的混合馈电方式,单元采用反相馈电技术,既提高了天线极化隔离,同时也简化了天线结构.其次,采用并联馈电方式进行天线阵列设计.最后,对该天线阵列进行了加工测试,结果表明该天线驻波比小于2.0,极化隔离大于35 dB,水平极化增益大于12 dB,垂直极化增益大于11.5 dB.     

微波黑体发射率计量标准装置的准光照射天线设计

微波黑体发射率计量标准装置拟通过双站测量的方式,获取微波黑体的电磁散射信息,进而基于基尔霍夫热平衡定律获取其发射率信息。在有限的测量空间和较高的测试频段条件下,需要对照射天线进行优化设计,以实现对微波黑体散射特征的有效测量。针对此应用,在毫米波和亚毫米波段基于准光学技术,开展了照射天线仿真设计工作。并结合装置实测场景,对准光照射天线的散射测量收发链路进行仿真,结果表明：通过准光天线设计,可以使得发射天线在目标区形成相位平坦,边缘衰减的照射场分布,可以降低收发天线-目标间的电磁能量传输衰减,同时近似测得目标的远场散射特性已便于反射率积分。综合而言,通过仿真分析,验证了微波黑体发射率计量标准装置中高频段收发天线的设计原理和应用价值,同时也对其它近场测试系统的研制和应用提供了参考。     

毫米波宽带相控阵导引头关键技术综述

毫米波宽带相控阵导引头技术是目前世界各国的研究热点。其威慑力决定于它的“快、远、精、多”能力,即快速性、远距探测能力、精度和多目标能力。毫米波宽带相控阵导引头采用电扫描技术,具备快速性;采用毫米波宽带成像技术,能对目标进行准确跟踪拦截,实现精确制导;采用有源阵列天线技术,可以得到较大的合成功率,增加导引头的远距离探测能力;快速灵活的波束控制使得导引头具有检测与跟踪多目标的优势。在分析了毫米波宽带相控阵导引头技术研究现状和基本特点及优势的基础上,主要对有源阵列天线技术、宽带毫米波成像技术、空时自适应处理技术及多目标检测与跟踪技术等毫米波宽带相控阵导引头的关键技术进行了初步探讨。     

新型平面短路结构宽带振子天线的设计

提出了一种改进后的新型平面短路结构宽带振子天线.与普通振子天线相比,该天线的平面短路结构更利于与载体表面共形.通过对天线主要结构参数分析优化,这种新型天线,凭借着其独特的外形结构和阻抗加载技术,相比于同类天线不但实现了天线尺寸的小型化,而且有更好的带宽和辐射特性.软件仿真表明,该天线在超短波甚高频(VHF,Very High Frequency)工作频段(30~88MHz)内满足电压驻波比小于3,垂直极化,水平全向辐射,辐射强度在工作频段优于-10 dB,辐射增益平坦度在2 dB以内.计算结果与实测结果吻合良好,该天线在超短波通信系统中有较好的应用前景.     

Ku/Ka双频共口径微带阵列天线设计

采用双频段天线共面嵌套放置,实现了结构紧凑的Ku/Ka双频共口径微带阵列天线设计。Ku频段天线单元采用微带线侧馈,Ka频段天线单元通过在接地板开L形缝隙进行耦合馈电实现圆极化工作。仿真和测试结果表明了设计的可行性。Ku/Ka频段天线仿真的相对带宽分别为2.2%和4.3%,实测结果分别为2.1%和3.4%。该结构的天线可应用于Ku/Ka频段的卫星通信中。     

毫米波网络分析仪系统电缆移动误差分析

毫米波频段已经开始并将逐步成为各种应用领域的新宠。毫米波矢量网络分析仪系统是毫米波频段应用最广泛的测量仪器之一,用于测量二端口网络的散射(S)参数。毫米波网络分析仪系统通常由网络分析仪主机和扩频模块组成,它们通过电缆组(射频电缆、本振电缆、测试中频电缆、参考中频电缆和供电线)进行连接。毫米波网络分析仪系统测量时,电缆组不可避免会发生移动。本文分析了电缆组移动对毫米波网络分析仪系统S参数测量引入的影响,并详细讨论了一种由于电缆移动导致毫米波网络分析仪系统传输参数产生误差的修正方法。     

短毫米波段波纹喇叭天线的新工艺

由于传统的机械加工精度的限制,在短毫米波段准光网络中,用作高斯馈源的波纹喇叭天线的设计加工成为难题.根据用户对高斯波束的参数要求提出了波纹喇叭天线的尺寸设计方案,采用了一种节约计算资源的模式匹配算法对包含大量波纹周期的波纹喇叭天线进行数值预测.针对短毫米波段波纹喇叭天线物理尺寸小、加工难度大的问题,提出了"迭片套装"法的加工工艺,即通过加工一系列圆环状波纹片和合理的工装结构而组装成完整的波纹喇叭天线.采用此工艺分别加工了工作在5mm和3mm波段的波纹喇叭天线,对其电性能进行了测试,并与数值计算结果进行了对比.      

HS-399卫星的特点

HS-399是休斯公司研制的双自旋低价国内通信卫星,有很多特点;设计思想着重于经济效益,适合于发展中国家使用,虽然容量不大,但电视、电话和数据传输全面发展,使用了成熟的技术。HS-399使用6/4GHz 频段(C 频段),有效载荷包括天线、旋转关节与转发器。天线是一个偏置抛物面(消旋开网天线反射器)。     

新型宽带宽波束圆极化卫星导航终端天线的设计与实现

卫星通信与卫星定位系统的应用发展,对终端设备天线的性能提出了更高的应用需求。为实现宽频带宽波束圆极化天线的设计,采用正交移相馈电网络对含有背腔的交叉偶极子天线馈电,实现了宽带圆极化单向辐射特性,同时利用磁电偶极子对交叉偶极子进行加载,展宽了天线的波束宽度,促使天线在50.7%的相对带宽内S11＜-10dB,在1.3~1.75GHz的频带内轴比小于3dB,轴比小于3dB的圆极化波束宽度可达180°,增益不小于6.6dB。经实测验证,所设计的天线具有宽频带宽波束特性,同时具有结构紧凑、性能稳定的优点,适用于卫星通信与导航终端系统。     

毫米波测量仪器的进展

近１０多年，毫米波频段（３０～３００ＧＨｚ）的开发利用，无论是基础理论还是应用技术，都取得了重大进展。作为毫米波领域重要组成部分的测量仪器和设备，以及某些关键元器件，相应地亦取得了重大进展。传统微波段的仪器及元器件的频率，几乎已全部扩展到１４０～１７０ＧＨｚ，并在不断地向更高频率扩展。本文将对国外毫米波测量仪器的现状和发展进行简要介绍。     

构架式可展开网状抛物面天线反射器设计和分析

介绍了一种构架式网状可展开抛物面天线 ,它具有展缩比大 ,质量轻和频段宽等特点 ,可用作小卫星合成孔径雷达天线和其它S、L频段星载通信天线。设计天线的展开尺寸为 2 8m× 6m ,工作在S频段 ,带宽大于 10 0MHz。介绍了天线反射器的结构总体方案和关键部件的结构设计 ,同时对反射器的形面精度、热变形以及刚度等指标进行了分析计算。初步试验结果表明 ,设计方案合理可行     

大气湍流对深空天线组阵相位影响分析

深空测控网采用大规模天线组阵系统比单个大天线具有一定优势,构建一个Ka频段的天线组阵系统无论对于星际测控通信还是天文观测都是一种经济、可持续扩展的技术方案。然而天线组阵系统工作于Ka频段时,由于天线间相位的快速起伏漂移将使得合成信噪比迅速恶化,尤其对于深空测控上行链路信号的相位监测和闭环控制带来巨大挑战,所以对天线间大气相位扰动测量和数值模拟非常必要。参考国外相关的干涉测量数据,首先分析了天线组阵大气相位扰动测量和统计分析方法;然后利用微波大气湍流模型,建立了天线组阵相位漂移抖动模型;对大气湍流引起的相位延迟扰动过程进行了仿真实现。利用模型产生的天线组阵相位抖动数值,可以测试和评估天线组阵信号合成处理系统的适用性。     

空间惯性定向姿态卫星数传链路设计

对于采用空间惯性定向姿态的卫星,其在数传设备工作期间不能保证固定安装在星体上的发射天线波束准确指向地面站,这给有效载荷高速数传提出更高技术要求. 研究了这类卫星在轨运行时其姿态相对地面站的变化规律,利用STK软件提供的卫星轨道仿真分析结果,寻找数传天线波束中心轴的较好指向,得到不同天线波束宽度能够实现的卫星对地数传时间. 通过研制140°波束范围内0dBi增益天线,在链路设计上保证了传输速率85Mbit·s-1时有足够的余量. 在星载设备小型化约束（质量10kg、功耗80W）条件下,采用小型化宽波束天线以及固态功放解决了空间惯性定向姿态卫星的有效载荷数据传输问题,设计方案满足相关任务要求.      

星载T/R组件加速寿命试验方法

T/R组件作为相控阵天线的核心部件,结构复杂、体积小、集成度高,其可靠性直接影响整机寿命.国内星载毫米波T/R组件尚无长期在轨工作经历,缺乏有效的加速寿命试验方法,为支撑星载毫米波相控阵天线可靠性设计及寿命评估,需开展T/R组件加速寿命试验方法研究.本文研究T/R组件原理及失效机理,结合国内外加速寿命试验研究现状,提出T/R组件加速寿命试验流程,分析比较激活能预估验证法、可靠性预计验证法和多应力评估试验法三种不同试验方法的试验流程、试验方法选取原则及试验参数确定等内容,为开展星载毫米波相控阵天线T/R组件加速寿命试验提供指南.     

现代毫米波系统频率稳定度的要求

自从毫米波固态器件问世以来,人们日益感兴趣于采用它们来组成各种体积小、重量轻的先进电子系统。特别是应用于雷达收发设备、高速数据传递系统、保密通信网、大气层和深空飞行器等场合。毫米波的优点是频带较宽,天线增益较高、元件尺寸较小以及窃听和干扰的可能性较小等。同时毫米波也有一些固有的缺点。研究雷达系统的关键参数后可以发现,在该系统领域内,振荡器稳定性问题尚未能像其它问题那样引起人们足够注意。用标准锁相技术降低相位噪声要比提高发射功率、天线增益或改进接收机噪声系统等,更能从本质上改善雷达的性能。     

紧缩场电性能校准系统5mm频段幅相稳定性研究

为评定毫米波紧缩场平面波性能是否优良,需要研制高稳定性的毫米波幅相校准系统。本文基于参考支路法,模拟现场实际校准配置,设计利用定向耦合器、可变衰减器等毫米波器件搭建闭环幅相校准系统,以典型工作频点为例,研究系统在5mm频段信号幅相稳定性的变化规律。实验表明,设计的幅相校准系统信号幅相稳定性具有很高的量级,有效提高了系统的测量不确定度指标。     

“祝融号”火星车反射面天线设计

针对“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车的探测通信任务需求，提出了一种X频段轻小型宽频圆极化反射面天线。该反射面天线采用了新型一体化紧凑馈源技术，实现馈源长度和口径减小20%的同时提高了反射面天线的口径效率，抵挡了火星的尘埃影响。经过对馈源进行的仿真优化，最终实测结果表明，该天线在7.1～8.4GHz内口径效率可达62.3%,在深空探测的工作频带范围内具有较好的增益、驻波和圆极化特性，该天线已成功应用于“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车。