场效应晶体管在卫星上的应用

本文以西德广播卫星为例,利用最新发展起来的场效应晶体管技术,设计了某些卫星上的关键部件,并讨论它们的特性。一、在卫星转发器上的应用 (1)低噪声输入放大器低噪声输入放大器与接收天线增益共同决定了转发器的输入灵敏度。在过去,是利用隧道二极管放大器或后接低噪声放大器的低损耗变频器来保证放大器的功能。而在后来的卫星中,随着参量放大器和场效应晶体管放大器(FETA)的问世,便扩大了低噪声放大器的“家族”。     

低噪声放大器的现状及发展趋势

灵敏度是评价一个新系统的关键指标之一。近年来,由于各种通信频段低噪声前置放大器的发展,使微波或毫米波接收机的灵敏度有了极大提高,接收机性能大为改善。目前,砷化镓半导体研究在低噪声技术方面有所突破。研制工作包括负阻参量放大器用的变容管、作低噪声放大器泵源用的固态 Gunn 振荡器以及低噪声场效应晶体管。     

7.5厘米波段的低温热噪声标准

一、前言近年来,微波低噪声器件的发展十分迅速。低噪声的混频器、晶体管放大器和参量放大器等已被广泛地应用于雷达、射电天文望远镜、卫星地面站,以及导弹和卫星的跟踪接收系统之中,有效地提高了接收机的灵敏度。人们在研制低噪声器件和低噪声接收系统的过程中,逐渐认识到用高温噪声源(如气体放电噪声源等)测量低噪声器件的性能,其精确度愈来愈满足不了要求,低噪声测     

甚低噪声FET输入放大器

本文介绍了一种甚低噪声 FET 共源一共栅输入放大器的设计、原理和特性。这种放大器在频率为500Hz～500kHz 范围内的噪声指标小于1.2nV/Hz~(1/2)和0.25fA/Hz~(1/2)。适当加以变化,可用千1Hz～30MHz 频率范围的各种要求低噪声增益的场合。     

低噪声场效应晶体管

日本电气公司最近研制出一种在12千兆赫时噪声为1.4分贝、4千兆赫时为0.5分贝的卫星收发用低噪声砷化镓场效应晶体管。这种场效应晶体管采用0.3微米的栅极,既达到了低噪声又使性能均一化。截止频率在60千兆赫以上,12千兆赫时输出功率是25毫瓦。其价格几乎同该公司以往生产的     

适用于卫星转发器的GaAsFETA

砷化镓场效应功率管(GaAs Power FET)的主要应用之一是用作卫星通讯转发器。最近一个报告谈到一种C波段7级放大器,其输出功率10瓦,增益50分贝,瞬时带宽40兆赫,效率33.4％。本文将叙述一种适合于空间飞行器环境的砷化镓场效应管放大器,这种放大器有一个恒温网络,以改善空间飞行器的环境性能。已经设计出一个6级放大器,频率从3.7—4.2千兆赫,瞬时带宽为300兆赫,这个放大器的直流漏偏压是8.5伏,频带中心输出功率为10瓦,     

中国Ku频段直播卫星轨道和频率资源利用方案探讨(下)

6　中国电视直播卫星基本参数要求6.1　电视直播卫星设计思路( 1 )轨道位置。各轨道位置各自实现全国覆盖。( 2 )频率范围。各轨道位置每波束实现全频段 ( 1 1 .7GHz～ 1 2 .2 GHz)覆盖。( 3 )波束覆盖。各轨道位置采用单波束全国覆盖。某些地区有需要 ,可另设小波束。( 4)等效全向辐射功率。它应足够大 ,以保证国内相当大区域内天线口径小到0 .4 5m的个体接收电视单收站仍能收到符合质量要求的电视节目。6.2　电视直播卫星可用的卫星平台我国已研制成功了性能较好的中功率地球静止卫星平台 ,并正在研制高性能的大功率地球静止卫星平台。…     

宽带低噪声运放OPA686及在粒子探测中的应用

介绍了宽带低噪声集成运放OPA686的主要技术指标以及运用OPA686设计宽带高性能前置放大器时应注意的寄生效应、元器件的选择和布放方面的技术细节。给出了交流和直流放大器的电原理图。实验结果表明,OPA686集成运放是设计宽带高性能前置放大器的理想器件。     

砷化镓器件发展的现状与展望

本文介绍GaAs器件,重点介绍GaAs场效应晶体管(FET)、单片微波集成电路(MMIC)的发展、测试技术、测试设备的现状与展望。     

X波段GaAsFET功率管大信号动态特性

与普通的没有凹栅(recessed gate)的场效应管相比,有凹栅的场效应管S参数相对功率电平的变化非常小。因此,具有凹栅的场效应管在大信号时的S参数特性能够容易地在小信号条件下通过简单的测量来决定。这些数据已被用来设计有28分贝增益和1千兆赫带宽的12千兆赫3.5瓦放大器。普通的大功率砷化镓场效应晶体管往往在大信号电平时S参数发生变化,三次交调曲线呈现有一局部下陷区,其频率响应曲线因附有寄生振荡而表现出不连续性。为了     

17吉赫直播卫星指令接收机

本文介绍了美国第一颗直播卫星(DBS)的17吉赫双指令接收机装置。该装置是卫星遥测、跟踪和指令系统的一部分,由两个备份的双变换接收机组成。特点是具有能从噪声中提取信号的低噪声砷化镓场效应管前置放大器和扩展门限锁相回路(PLL)调频解调器。每个接收机具有1.5兆赫的保护带宽,—135分贝瓦的指令灵敏度和最大10分贝的噪声系数,工作温度为—10～+55℃。另外,本文还介绍了接收机的测试性能数据。     

L波段有源冷噪声源研究

本文介绍了有源冷噪声源的应用背景及发展现状。根据微波场效应晶体管常温下输出稳定低噪声的特性，以Avago公司的两种典型pHEMT晶体管为核心器件进行了ADS仿真设计，研制出两款有源冷噪声源。给出了对设计的两款器件的技术指标进行验证的L波段周期定标辐射计设计框图。仿真结果表明，以pHEMT型晶体管为核心器件设计成的L波段有源冷噪声源能输出稳定低噪声。     

用静磁表面波延迟线构成振荡器

本文介绍利用外延钇铁石榴石(以下简称YIG)膜的静磁表面波构成静磁表面波延迟线振荡器的实验研究。通过“提升”换能器的应用,得到了一种压缩延迟线带宽的新方法。我们发现,单模工作的调谐范围主要受延迟线外部电路电长度的限制。外部电长度每改变360°,延迟线上就出现频率跃变。已经得到的最大调谐范围大约为600兆赫。这个范围主要受所用的AVANTEK砷化镓场效应晶体管放大器的限制,该放大器的电长度大致等效于45厘米的空气传输线。结论是,如果外部电路的电长度能尽量缩短(理想地做到O),就可能在一个倍频程或更宽频带内实现单模工作。     

有源集成背馈式接收天线设计

为了提高接收天线系统的增益以及灵敏度,对于天线与射频前端组成的接收系统采用了一种有源集成接收天线的设计方案,从而省略了传统设计中的有源电路与微带天线之间的匹配网络.依照此方案,设计并实现了一个背馈结构的矩形微带天线与前级低噪声放大器电路的有源集成.矩形微带天线的馈电点与低噪声放大器的输入端通过金属探针相连,当天线在2.48?GHz谐振时,通过选择合适的馈电点位置,天线产生放大器设计所需的输入阻抗.有源集成背馈式接收天线工作于S波段,最终的测试结果显示了其优良的特性.     

一种静电计运算放大器测试电路设计

为提高直流微电流测量的准确度,对测量原理电路的噪声进行分析,确定不同噪声对直流微电流测量的影响,选定低噪声测量原则。对测量结果误差进行分析,得到电路中反馈电阻最大允许误差、运算放大器的输入偏置电流、失调电压为主要影响因素,并根据实际元器件进行举例分析验证。静电计运算放大器对测量误差的影响仍不可忽略,设计电路测量其关键指标,针对微弱电流信号的特点采取屏蔽、保护措施,搭建测试电路,测试筛选出低输入偏置电流、低失调电压的静电计运算放大器应用在高精度源表中。     

C波段场效应晶体管功率放大器

砷化镓场效应晶体管的技术已经证明:这种器件可以取代空间飞行器上通信转发器的行波管。目前,美国无线电公司(RCA)为国际通信卫星研制的C波段场效应晶体管取得了一些阶段性成果。     

行波管放大器和固态功率放大器的性能比较

转发器中的放大器是通信卫星的核心器件。目前在轨道上工作的放大器有两种:行波管放大器(TWTA)和固态功率放大器(SSPA)。其中,SSPA主要用于频率和功率较低的转发器中,如C频段转发器已有80％改用了SSPA,几乎所有移动通信卫星的L频段转发器都已采用了SSPA。本文拟对两种放大器的性能作一比较。一、放大器的功率和效率从功率和效率两方面看,TWTA仍远远胜于SSPA,因而有些厂商似乎已不愿再     

压控晶振的噪声特性与锁相环的相位抖动

本文引述了晶振短期频率稳定度的定义、表征及时域、频域表征之间的换算给,出了压控晶振的噪声模型的表达式S_(φO)=S_(φA)[1+(v_o/2Q_ef)~2],同时指出了改善压控晶振噪声特性的途径:优选高品质因数、小频差的石英谐振器作为稳频元件;通常的主振级电路参数最佳化;高的有载品质因数Q_e的振荡系统和低的放大器相位噪声S_(φA)的良好折衷及优良辅助电路的配合。本文还建立了以压控晶振幂律谱噪声模型的参数和锁相环参数(ω、ω_n、B_L)表征的环路相位抖动,以及相位抖动和呵仑(Allan)方差之间的关系。本文为锁相环设计方案的论证和环路多数的选择提供了依据,亦为低噪声晶的研制提供了有益的启示和参考电路。     

一种新型多普勒噪声抑制技术对BepiColombo任务无线电科学实验的性能提升

在欧洲空间局和日本宇宙开发机构联合开展的BepiColombo水星任务中,将开展水星轨道器无线电科学实验,包括估计水星的引力场及其旋转状态,并对广义相对论进行验证。目前地面系统和星上设备的主流配置可以在无线电科学实验中建立X/X、X/Ka和Ka/Ka多个频段的链路,测速精度可达3 um/s（1 000 s积分）,测距精度为20 cm。提出了基于时延机械噪声对消技术提高无线电科学实验性能的方案。时延机械噪声对消技术需要处理在两个测站不同时刻的测量数据,一个测站实施双向多普勒测距,对另一个单收测站的要求较为严格,该测站需要具有较好的对流层条件。这种方法能够显著降低Ka频段双向链路的主要测量噪声,包括由对流层和天线机械系统震动引起的噪声。我们给出了端到端的仿真性能,并估计了在使用时延机械噪声对消技术前提下的水星引力场和旋转状态。考虑使用NASA位于美国本土戈尔德斯敦的DSS-25天线或欧空局位于阿根廷马拉圭的DSA-3天线作为双程测量站,并考虑使用位于智力的APEX天文观测天线作为单收站。分析结果表明在最好的噪声条件下,使用DSA-3天线作为双程测量站时,时延机械噪声对消技术可将待估计的全局和局部参数的估计精度提升一倍。对于无线电科学实验的目标,这一可能的性能提升对行星地质物理学很有意义,它将有益于研究水星内部的结构。     

双向卫星时间与频率传递温度效应

卫星双向时间与频率传递是高精度的时间比对,外界环境的变化将会影响到比对精度,温度的影响更是不可忽视[1]。以NTSC(国家授时中心)台站与NICT(日本国家情报与通信技术研究所)台站几年来的数据为基础,讨论了双向比对结果与环境温度的相关性。在温度超过12℃时,两站的时间差与环境温度成正比例关系;温度低于12℃时,两站的时间差成反比例关系。证实了对上、下变频器以及低噪放大器采取恒温措施的必要性。