微波功率放大器AM-PM转移系数测试方法研究

针对星载微波功率放大器AM PM转移系数指标缺乏考核方法的问题，文章根据多载波非线性工作原理，通过输入放大器双载波信号、调整输入信号幅度变化、分析输出信号相位变化情况的测试方法，设计了通过矢网进行测试的方案。根据方案所搭建的测试系统，完成了放大器的测试验证，测试精度可达0.1（deg/dB）。研究结果表明，文章给出的这种AM PM转移系数测试方法，是有效、可行、实用的，为全面评估国产化星载微波功率放大器提供了具体的测试方法。     

基于微波光子I/Q混频的宽带低失真多普勒频移模拟

受射频前端带宽、模数转换器采样率和有效位数的限制，现有基于数字射频存储的多普勒频移模拟器逐渐难以满足当前雷达系统大瞬时带宽、低杂散失真的测试需要。文章利用最新的微波光子技术，提出一种基于微波光子I/Q混频的多普勒频移模拟方法，并进行了实验验证。利用微波光子技术的大带宽特性，该方案可对不同频段（15GHz与20GHz）的单音和宽带射频信号进行大范围（5MHz到25MHz）、高杂散失真抑制（大于30dB）的多普勒频移，多普勒频移方向、回波信号功率也可动态控制。该方法可为未来雷达目标多普勒频移模拟提供新思路，显著提高模拟带宽和回波质量。     

宽频带正交混频器设计

对宽带正交混频器进行研究和分析,设计实现一款C频段宽带正交混频器,并对其主要技术指标进行测试。该宽带正交混频器用于上变频时,变频插损小于13dB,镜频抑制大于15dB,本振抑制大于14dB;用于下变频时,输出中频基带I、Q信号500MHz带内,平坦度小于3dB,I、Q相位正交一致性良好,小于5°。     

一种S频段GaN功率放大器的研制

氮化镓功率管的宽禁带、高击穿电场等特点,使其非常适合于宽带、高效率功率放大器的研制。为了研究GaN功率放大器的特点,使用了Agilent ADS软件进行了电路仿真设计,并制作了一种S频段GaN功率放大器。文章详述了电路仿真过程,并对设计的GaN功率放大器进行了测试,测试结果表明:设计的放大器在工作频段内输出功率大于41dBm,效率59.9%。     

基于AD9910的70MHz中频信号源设计

一个频率高度稳定的频率合成器在空间通信、卫星导航等电子系统中具有重要作用。文章立足于实际需求，以AD9910为频率合成器件，应用DDS技术，设计了一款覆盖70MHz±20MHz频率范围的中频信号源。该信号源应用MSP430F149单片机作为控制核心，控制AD9910输出所需频率；应用可调衰减器控制发射功率，使其动态调节范围在-20dBm～10dBm之间，从而满足多数应用的功率使用需求；并加入放大和滤波环节，以实现谐波和杂散分量的调整或抑制。最后，通过ADS仿真、矢量网络分析仪和频谱分析仪测试，表明该中频信号源基本满足设计指标，且该思路为高性能数字调频信号源的设计提供了实现方法，具有较高的实用价值。     

DQPSK数字卫星通信系统中FFT干扰检测方法的研究

以数字卫星通信中信号抗干扰项目为背景，以N个FDM－DQPSK信号组成的信道的窄带干扰作为实例，建立干扰的数学模型。提出了FFT方法进行干扰检验。提出的FFT干扰检测方法能够检测到同信道干扰中的载波频率、功率、带宽，根据这些量来设计陷波器的参数。仿真表明这种方法明显优于传统的检验方法。     

先进的宽带接收机ARXⅡ

先进的宽带接收机ARXⅡ将用于NASA深空通信网(DSN)。这种模拟/数字混合式接收机具有载波、副载波和符号同步等多种功能。可对残余载波、抑制载波或混合载波以及正弦波和方波副载波进行跟踪。文章还讨论了诸如时标多卜勒信号提取和监视控制等其它功能,包括信号捕获算法和锁定检测电路。详细说明了系统指标,描述了ARXⅡ的功能及有关数字信号处理算法并给出了方框图。     

基于连续模FV类的VHF频段放大器设计

文章利用CREE公司的CGH40006P，完成了VHF频段高效放大器设计，该设计不同于此频段的通常设计方法。设计中，基于连续模放大器FV模式的设计理论，在F类放大器偏置条件和基波阻抗的基础上，通过改变时域电压的波形，得到了连续模FV类模式下的阻抗条件。利用微波波形工程的方法，通过仿真，完成了放大器输出电压电流波形、动态负载线的设计控制以及对应的微波大信号特性。通过空气绕制电感、高Q射频电容及微带线，完成基波、二次谐波和三次谐波的匹配。在165MHz连续波输出情况下，放大器输出功率为39dBm，增益为26dB，功率附加效率为81%。 在150MHz～200MHz、 28%的相对带宽内，最大功率为39.1dBm；在全频带内，功率附加效率大于65%，最大功率附加效率为87.9%。在-40℃～+70℃温度范围内，放大器的输出功率及功率增益差别小于0.15dB。     

基于数字波形合成的PCM/FM调制技术

随着无线通信向数字化、软件化发展,采用软件无线电技术实现各种通信功能成为目前研究的热点。在广泛应用的PCM/FM遥测体制中,PCM/FM调制模块也可采用基于软件无线电的数字方法来实现。相比于模拟技术,数字技术可以改善模拟锁相调频电路的低频响应特性,有利于增强系统的稳定性和灵活性,并能有效地提高传输效率和保证传输性能。在PCM/FM调制的数字化实现方案中,结合了直接波形合成(DWS)及数字上变频(DUC)技术,以DSP为核心,通过软件算法将PCM信号分解为基带I、Q(同相、正交)信号,I、Q信号分别与各自的载波相乘后相加形成正交调制数据流,然后经过D/A转换得到正交调制模拟信号。其中的软件算法部分采用MATLAB语言进行全精度仿真及验证。     

GPS基带信号源的数字模拟实现

首先对GPS信号产生原理进行了分析,然后给出了一种基带数字信号源的产生方法,即用码发生器产生伪随机码,先和导航数据进行调制,再调制上用DDS产生的载波信号,最终形成一颗或多颗GPS卫星信号.该方法用FPGA实现,不仅可以模拟GPS卫星信号的特性,而且考虑到调试接收机的动态捕获性能,信号源中还模拟了信号在运动状态下的情况.该方法为接收机基带信号处理部分的调试节省了大量的时间,针对基带部分提供信号源,减少了调试中其他因素(例如射频部分)的错误而带来的干扰.     

用于机载SAR的宽带线性调频源设计

采用“DDS＋混频＋倍频”方式,设计研制一种带宽为1200MHz的线性调频信号源,用于机载SAR。该设计在DDS信号产生部分运用高频率的外部时钟方式,获得了更好的杂散和噪声特性。在混频倍频环节,使用高本振混频器进行混频,抑制带内杂散,使用带通滤波器抑制带外杂散,取得了较好的杂散。实测结果表明,该信号源满足机载SAR的要求。     

基于五光谱TDICCD的模拟信号发生器设计

首先介绍了延迟积分电荷耦合器件（TDICCD）的基本原理,并根据某高分辨率多光谱航天相机定制的一款五光谱TDICCD的输出特性,设计了一种基于五光谱TDICCD的模拟信号发生器,给出了该模拟信号发生器的系统组成,包括图像处理电路、数模转换电路和模拟信号滤波电路。最后通过测试验证了该系统的信号波形、信号噪声和输出图像都满足设计要求,其输出的16通道模拟五光谱TDICCD信号频率可以达到20MHz,噪声控制在10mV以内,具有高精度、多通道和低噪声等特点。目前该模拟信号发生器已成功应用到新一代高分辨率多光谱TDICCD相机成像电路系统的研制中。     

基于交错带状线3 dB电桥的大功率功放技术

在现今的军用电子系统中，功率放大器起着举足轻重的作用。功率合成器件作为功率放大器的重要组成部分，需要满足高合成效率、高功率耐受能力和小型化的特性要求。基于交错耦合带状线定向耦合器，通过宽带匹配级联设计了一款8 GHz~12 GHz的四路功率合路器。测试结果显示：四路功率合路器的隔离度<-15 dB，回波损耗<-19 dB，合成效率>78.7%。基于该四路功率合成模块研制了一款X频段功率放大器，样机尺寸为52 mm×38 mm×5.5 mm，放大器在8 GHz~12 GHz的最大输出功率为52.2 dBm（40%占空比），插入损耗<1.4 dB。与传统的平面结构相比，基于这种功率合成器的结构更紧凑，合成效率更高，隔离度更好，功率耐受能力更强，适用于卫星通信、雷达和电子对抗等领域。     

Design of a 40/50 GHz satellite ground station for fade mitigation experiments

Due to the increasing demand in satellite capacity, driven by applications such as high-definition television (HDTV), 3D-TV and interactive broadband services, higher frequency bands will have to be exploited. The capacity on Ku-band is already becoming scarce and Ka-band systems are more commonly used. It can be expected that 40 and 50 GHz (Q and V band) will have to be used in the future. At these frequencies the wave propagation effects have a significant impact on the performance. The traditional approach of implementing large fade margins in the system design is not suitable as it leads to expensive ground terminals. Fade mitigation by adaptive coding and modulation (ACM) is a cost-efficient method. To investigate the Q/V-band for future commercial exploitation, ESA's ALPHASAT satellite will provide experimental payloads for communications and wave propagation experiments. In Graz a Q/V-band ground station is currently under development. It will be equipped with a 3 m tracking antenna, a 50 W Klystron amplifier and a 290 K LNA. Fade mitigation experiments will be conducted, initially using DVB-S2 modems which allow to vary the modulation scheme, the Forward Error Correction code and the symbol rate under control of the ACM computer. In addition, uplink power control can be combined with the ACM methods. A specially developed signal analyser provides precise measurement of the signal/noise ratio. In addition, propagation data will be available from a beacon receiver, also developed by Joanneum Research. Important goals of the experiment are to investigate the reliability of links under realistic operating conditions using ACM and to develop efficient ACM and signal/noise ratio measurement algorithms which can be later implemented in optimised modems for Q/V-band.The paper describes the ground station design and addresses the planned fade mitigation experiments.     

宽带噪声调频信号产生系统的数字化硬件实现

宽带高精度的噪声调频信号在现代电子干扰系统中应用广泛。传统的模拟或半数字化的噪声调频信号产生方式容易受到温度等环境因素的影响,已无法满足现代电子战中对噪声调频信号的要求。提出了一种新型的噪声调频信号产生方式,基于现场可编程门阵列FPGA的全数字化实现架构,通过直接数字频率合成DDS技术实现。FPGA的时序分析结果表明,该系统主频到达了250MHZ以上。对硬件实现电路的测试结果表明,该系统能够产生带宽超过300MHZ、带宽调整精度5kHz以内的噪声调频信号。     

中继卫星系统仿真软件设计与应用*

设计开发中继卫星系统仿真软件,并针对理想信道条件、I/Q幅相不平衡、幅频特性、群时延、相位噪声、功放饱和条件、非线性信道条件这七种信道,仿真16QAM和16APSK的误码率性能,并对仿真结果进行分析。利用仿真平台得出的非线性信道条件下误码率需求与所需信噪比之间的关系,可以作为完善系统技术指标的重要依据,为中继卫星系统后续建设和应用提供重要参考。     

航天TDICCD相机视频信号处理中相关双采样技术的研究

分析了TDICCD视频信号读出时复位噪声的产生机理 ,并从噪声互消及数学相关性原理出发 ,分析了TDICCD输出视频信号的采样技术———相关双采样 ;讨论了相关双采样技术的工作原理及其对TDICCD读出噪声 (包括TDICCD的复位噪声、水平时钟驱动及电源地线耦合串扰噪声、输出放大器的白噪声和 1/f噪声复位噪声 )的滤除作用 ,给出了相关双采样技术在实际应用中的电路实现。最后 ,并通过实验加以验证 ,TDICCD信号的输出信噪比 (S/N)能达到 4 8dB。     

基于单脉冲跟踪体制的V频段宽带角跟踪 接收机设计与验证

随着高通量通信卫星系统对星间数据传输速率需求的不断提高,星间链路的工作频段将由Ka频段逐渐向频率资源更加丰富的毫米波频段发展。为了满足星间链路对毫米波频段自动角跟踪系统的发展应用需求,给出了一种基于单通道单脉冲角跟踪技术的V频段宽带角跟踪接收机的设计方案。采用LTCC和MCM技术实现了V频段接收组件的集成一体化设计;采用基于IQ正交混频的跟踪调制器结合数字相位补偿的单通道单脉冲角误差信号处理技术完成了宽带输入信号的角误差信号解调。在产品研制基础上,搭建了V频段角跟踪接收机测试系统,测试结果表明该V频段宽带角跟踪接收机可以完成对-95dBm~-55dBm输入信号电平范围内多种宽带数据传输信号的角误差信号解调,角误差信号抖动优于±250mV;表征输入信号电平强弱的AGC遥测电压随输入信号电平的增大而单调递增,各项指标满足V频段星间链路建链需求,为我国后续将要发展的毫米波星间链路系统奠定了扎实的技术基础。     

深空通信中的一种级联编码调制及其迭代接收

在深空通信中,由于通信距离大幅增加,通信信号的自由空间传播损耗很大,提高系统的功率利用效率是深空通信系统设计需要考虑的重要问题之一。提出了基于LDPC码和FQPSK调制的级联编码调制体制,首先提出该编码调制体制的系统模型,通过修改相应的算法给出适合FQPSK的迭代解调解码算法,通过计算机仿真分析了该体制的误码率性能。研究结果表明：该体制利用FQPSK的恒包络特性克服信道非线性问题并使功放工作在饱和区,利用LDPC码实现低信噪比通信,同时在接收端通过迭代解调解码获得增益,从而能够缓解深空通信中由于传输距离过远而带来的极低信噪比通信问题。     

误码率对星载合成孔径雷达图像质量影响的数字仿真研究

定量分析了星载合成孔径雷达 (SAR)原始回波信号的量化噪声、饱和噪声以及误码噪声对面目标信噪比的影响 ;建立了星载 SAR数字仿真系统 ,对不同误码率条件下的点目标阵场景的星载 SAR原始回波信号进行数字仿真 ,采用 Chirp Scaling算法进行成像处理 ,并对成像结果进行图像质量评估 ,研究了误码噪声对点目标 (尤其是弱信号目标 )性能影响的规律。