一种射频同轴矩阵开关的设计

针对在微波测试仪器和系统中信号路由选择、传输环路备份的灵活性和可靠性的需求,设计了一种具有1×5、2×4、3×3三种工作模式的射频同轴矩阵开关.首先,确定了矩阵开关的整体结构,并设计了一种平衡旋转式的电磁驱动系统;然后,在确定了同轴射频组件的微波传输频率和介质撑的材料后,通过理论计算和仿真优化得到了其最终尺寸;最后,为了避免矩阵开关本身结构特性所造成的指标恶化,通过减小搭接处的传输簧片宽度和对搭接处的射频连接器内导体进行台阶变换,抵消了其产生的电容效应,从而补偿了同轴组件到边缘线型传输线过渡段的不连续性.对设计进行仿真验证的结果表明:矩阵开关的性能指标满足要求.对设计出的产品进行实测,在DC～20 GHz的频段,开关的电压驻波比小于1.2,插入损耗小于0.5 dB,隔离度大于90 dB,满足设计要求.结果 表明:矩阵开关具有比普通微波开关更加灵活的传输切换方式.矩阵开关在保证传输切换灵活性的前提下避免了因此而产生的指标恶化,因此具有一定的经济效益.     

终端产品常用通讯接口的可靠性设计

随着通讯业的加速发展，各种类型的通讯类终端已经越来越多的进入了家庭。例如ADSL Modem、WiFi AP、VoIP等设备。而各个国家针对这类产品，在可靠性和安规方面都提出了自己的可靠性要求和认证标准。例如中国的CCC认证、欧盟的CE认证、美国的FCC、UL认证等。 这类通讯类终端产品的特点是：业务端口种类多；设备体积小；使用塑料外壳；成本控制要求严格。这些特点给产品的可靠性设计带来了很大的难度。 业务端口种类多，有电话端口、DSL端口、以太网端口、USB端口、WLAN端口等。端口种类多在电磁兼容性设计和测试中通常是很头痛的事，比如端口的保护设计不但会增加成本和体积，而且还会对端口的物理特性产生影响，另外，端口往往是设备内部辐射源的引导天线。 设备体积较小，其内部PCB的可用面积很有限，使得PCB的元器件密度加大。从而导致互相干扰和散热问题的发生。 采用塑料外壳封装，使产品无法利用外壳，屏蔽内部信号源的辐射和外部射频的干扰。 终端产品的成本低并且控制非常严格，使得在解决EMC和EMI问题时，需要采取的某些技术措施受到限制。 所有这些相互制约的因素，给通讯类终端产品的研制带来了很大的难度。通过大量的产品开发，我们及时的总结了各种经验教训，就经常在通讯类终端使用的以太网、FXS、USB、DSL接口的可靠性、安规设计撰写了这篇文章。希望这篇文章能够给广大的工程设计人员提供帮助。     

一种应用于移动通信卫星的多端口功率放大器系统设计

文章介绍了一种可应用于多波束移动通信卫星的高可靠性多端口功率放大器（MPA）系统设计方案，该系统由输入网络、固态功率放大器、输出网络、冗余微波开关及射频同轴电缆等组成，该设计方案包含一种新颖的环备份开关结构，能够保证MPA系统在其主份和备份工作状态下各通道之间的幅度和相位一致性，并且通过利用特定相位同轴电缆对系统中的放大器相位进行均衡的方法，使MPA系统在其工作频率范围内具有优良的幅相一致性和各端口隔离度特性，测试结果表明，采用该设计方案的系统的端口间隔离度大于24.48dB，幅度一致性峰峰值小于0.26dB,相位一致性峰峰值小于2.44°，具备优良的功能集中能力。该MPA系统实现了高端口间隔离度、高幅度相位一致性、高可靠性以及功率动态分配的功能，能满足多波束移动通信卫星波束形成性能、波束之间隔离性能以及波束的功率动态调配功能的要求。     

神舟号飞船微波重力水平开关发展及应用

全电子化微波重力水平开关是俄罗斯水银式微波重力水平开关的国产化替代产品。该产品采用加速度计检测重力场倾角,经检测电路放大后推动单刀双掷微波磁自锁开关实现状态切换。从而彻底解决了水银开关存在的诸多问题,使信号衰减最小,可靠性和寿命也大幅提高,在神舟号系列飞船的返回舱得到成功应用。重力开关技术已拓展应用于探月三期返回器伞绳天线和信标天线的选通控制。预测了该技术的下一步发展方向是智能化多端口重力开关系统。     

基于3D打印技术的微波开关设计与实践

文章介绍了一种基于3D打印技术的R型波导开关的设计方法,并对影响微波开关性能指标的射频参数、切换时间进行了验证。验证结果表明,微波开关的射频指标无恶化,切换时间缩短,微波开关可靠性得到提升。通过3D打印技术的应用,减轻开关重量17%以上,生产周期缩短60%以上。文章论述了微波开关射频指标、切换时间的设计过程和验证结果,解决了X频段R型波导开关切换时间长和重量大的不足,为波导微波开关制造提供了一种新的途径。     

一种小型化微波开关矩阵

随着卫星有效载荷技术的发展,微波通道的数量逐渐增多,为了能够实现多入多出信道间的透明转发,需要使用微波开关矩阵来实现不同信道间的连接和隔离。由于卫星上空间有限,以往基于微波集成电路的开关矩阵由于体积较大而占用了较多卫星资源。文章研究了一种通过使用低温共烧陶瓷技术(LTCC)的8×8开关矩阵,该方案可以实现小型化,同时能够满足卫星使用需求。     

基于可重构寄生阵列的封闭空间微波能量传输

针对航天器内部空间等封闭环境下电磁波的多径传播特性和阵列天线单元间的耦合效应,本文研究采用寄生阵列,通过控制寄生阵列单元负载的电抗实现高效率微波无线能量传输的方法。通过多端口微波网络建模,分析了寄生阵列天线方案相较于传统相控阵天线方案的能量传输性能和效率最大化机理。设计实现了基于射频开关切换的可调反射负载,并在此基础上形成了寄生阵列反射负载自动控制系统和传输效率优化程序。基于该系统和程序,在1m 边长立方体的金属边界封闭空间实验环境下,测试了不同单元数可重构寄生阵列无线能量传输的性能和快速优化方法。测量结果表明增加寄生天线单元数目能够显著提高能量传输效率,从而提供了可重构寄生阵列传能技术实用化的一种有效途径。     

基于多层PCB的基板射频信号传输性能研究

随着射频产品的小型化,特别是射频SIP（systems in package）产品的逐渐应用,基于多层PCB的基板射频组件等射频集成产品的应用越来越多,基板内射频信号传输性能的研究也越来越重要。通过对基于多层PCB的基板射频传输性能进行仿真测试,验证了DC-40GHz范围内射频基板传输性能,针对射频传输中极为关注的传输损耗问题,通过改进介质厚度或者铜箔材料实现基板射频传输损耗的优化,单位长度传输线射频传输损耗减小20%以上。同时针对星载等应用环境,通过深层充放电、总剂量试验,表明多层PCB的基板满足星载等航天应用。     

宇航微波开关研究现状及发展趋势

宇航微波开关大量应用于各类通信卫星中，是卫星有效载荷的基本组成单机之一，其主要功能是备份高失效率的微波通道单机，或作为路由器实现微波通道信号切换。国内外多家宇航公司对微波开关开展了多年的研究。在设计方面，微波开关涉及的学科领域包括高频电磁学、低频电磁学、力学和热学；在生产工艺方面，微波开关涉及高精密机械加工、热处理、表面处理以及精密装配，这是一种多学科交叉的空间高精密电子产品。主要对宇航微波开关国内外的研究现状、典型产品、技术方案和产品性能等方面进行了重点介绍，同时对微波开关中的关键技术进行了仿真分析，最后总结与分析了微波开关的发展趋势。     

通信卫星转发器备份环开关最短路径搜索算法研究

针对通信卫星装载转发器数量增长迅速的现状,提出了一种备份环开关最短路径搜索算法,以解决传统人工枚举法搜索路径效率低的问题。首先,建立备份环开关的数学模型,将通道、开关和功率放大器作为节点,射频电缆作为边,用邻接矩阵表示备份环开关节点间的连接关系。其次,采用动态规划的方法,对于每一对节点,寻找是否存在另一个节点使得新路径比已知路径更短,如果存在就更新当前的最短距离,通过迭代得到任意两节点间的最短距离,组成最短距离矩阵。最后,根据最短距离矩阵从终止节点出发反复寻找最短路径中的前一个节点,直至回到起始节点,将各节点逆序排列即为最短路径的通过顺序。仿真结果表明:该算法能够快速准确地找到最优方案,耗时少于人工搜索的1%,可以显著提高转发器测试设计的效率。     

一种星载多路输出电源控制环路设计

由于星载多路输出电源工作过程对稳定性要求较高，工程上很难建立准确的环路模型，针对设计难点，提出了基于开关网络平均建模法的BUCK+半桥多路输出变换器闭环控制方案，结合具体电源指标对参数进行了验证，结果满足设计要求，该电源控制环路设计对于卫星二次电源工程应用具有一定的指导意义。     

基于射频数字化的多通道信号处理方法

针对传统的卫星测控射频信号处理中存在的过程复杂、通道数量不多等缺点,提出了采用射频数字化技术,直接在上下行射频与基带之间进行信号转换,大大简化了射频前端设计;针对多路频分宽带信号,设计了二级滤波模式,较好地适应了多种卫星测控体制的需求;采用了超奈奎斯特架构,有效提升了前端的集成度及可靠性.     

无人直升机数据采集与处理系统的设计与实现

设计以FPGA处理器为核心的基于PC I总线的无人直升机数据采集与处理系统。在设计中提出了一种基于PC I总线的多路数据采集与处理系统的总体方案。该系统可对无人直升机实验室中模拟信号、脉冲信号、开关信号进行采集和对桨距的控制脉冲信号进行输出,能够对各类信号分别进行处理与分析,实验测试表明,系统能够完成无人直升机实验室数据采集与处理的任务。     

一种新的单通道阵列DOA估计快速算法

针对现有单通道阵列DOA估计算法复杂度较高、实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法.该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算中,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SA...     

自动测试设备多开关模型的构造方法及其实现

通过对传统 TPS设计方法的分析 ,提出构造自动测试设备 (ATE)多开关模块模型的一种方法 ,从数学的角度将各类开关模块纳入统一的逻辑表述范畴以实现测试方案的灵活性和 TPS的通用性 ,并在此基础上探讨模型在ATE软件中的具体构建方法和实现过程。     

基于Labview的液氧／煤油贮箱压力控制软件

介绍了液体火箭发动机地面试验推进剂贮箱压力控制系统的设计要点、系统组成和在RT实时系统环境中软件的开发过程。详细阐述了贮箱压力控制系统的工作原理、技术特点、系统组成机构,经过多次测试及地面热试车验证,成功实现了多路控制对象的集中控制。     

电容并联式射频MEMS开关的制作工艺探讨

文章对MEMS电容并联式射频开关的制作工艺进行了探讨,该射频开关采用双端固定的空气桥结构。通过实验,研究了精细共面波导图形的光刻工艺;采用正胶作为牺牲层,探讨了牺牲层的制作工艺,并分析了牺牲层释放方法对立体结构的影响。     

姿控发动机试验阀门电流信号采集系统设计

介绍了液体火箭姿控发动机阀门电流信号采集系统的设计要点、研制方法与主要开发过程。较详细阐述了高速数据采集系统应用软件开发及系统集成后的调试方法。该采集系统实现了多路液体火箭姿控发动机试车阀门电流信号的数字化测量。     

基于ADS的多通道下变频器仿真设计

重点讨论L波段多通道下变频器的设计与仿真。采用自上向下的方法,以Agilent ADS软件为平台建立仿真模型,选用S参数和谐波平衡仿真工具对多通道下变频器信道进行设计仿真,经过优化得到低噪声、高动态的仿真指标,实现多通道变频方案的可行性论证。