高温超导谐振器技术及其应用研究综述

目前,用超导临界温度比较高、微波表面电阻Rs较小、超导性能稳定的高温超导薄膜制成的高温超导谐振器已在工程上得到广泛应用。高温超导谐振器较其他谐振器具有Q值高、噪声小、损耗低等优点。它不仅可作为高性能微波器件使用,还可用来开展超导薄膜或介质衬底材料的微波性能研究,在航天领域有望用于空间原子钟。文章对高温超导谐振器的原理、结构、各领域应用及国内外研究情况进行综述,并给出我国发展此项技术的建议。     

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。     

太赫兹辐射大气传输特性分析及城市衰减预估

变化的气候状况、区域海拔及大气层气象参数影响着太赫兹电磁波的传播状况。首先从理论上对太赫兹波辐射大气传输损耗的三个部分:自由空间传输损耗、大气吸收损耗及大气颗粒散射效应进行了分析;为了揭示太赫兹波自然大气传输损耗与气象参数的定量关系,基于国际电联建议ITU-R.676分别针对水汽密度、温度及大气压强进行了系列计算;最后根据2013年气象统计数据,进一步选择了四个代表性城市地理环境,讨论其大气吸收损耗随季节气候的变化情况,并预估了0.3THz频段该城市区域的大气吸收损耗。     

超导——通信卫星的理想材料

超导研究是当前科学技术中的一项重大课题。目前,超导材料已广泛用于能源、交通、空间技术等领域。 近几年来,超导材料的温度已从液氦温度区提高到了液氢温度区。据目前的报道,由铊组成的超导材料在125K时就失去了对电流的阻力,这一特性几乎可立即应用于通信卫星。     

微重力下超导材料的试验研究

利用我国返回式卫星进行超导材料的空间加工实验,自1987年我们首次在世界上完成到现在已进行了五次,先后进行了 YBCO;BPSCCO;YICO Ag_2O;YBCO 薄膜等材料的空间热处理实验和重熔再结晶实验。文章总结报道了前四次搭载实验情况,(’93年搭载实验因卫星故障未能完成回收)。YBCO 和 BPSCCO 超导材料在空间微重力条件下加工试验表明:空间处理样品在超导电性上变化不大,零电阻温度和超导起始转变温度基本相同;但空间处理条件对样品的微观形貌,晶体内部结构,组份和相结构有较大影响,具体说空间微重力条件下处理的超导材料样品组份较地面样品分布均匀;晶粒生长较大且呈有序性;XRD 谱图分析表明空间样品具有较纯的超导相;空间真空环境对超导材料加工处理的主要影响表现为 YBCO 材料的失氧效应,所有这些特点对研究超导形成的机制和改善超导材料的地面处理工艺具有很大意义。     

军用超导体

老的低温超导(LTS)和新的高温超导(HTS)材料在军用和民用产品中有着广泛的用途.超导技术可用于许多重要的电子学和大功率领域.它还将用于支援许多重要的军用武器系统,包括弹道导弹潜艇、弹道导弹防御系统、反装甲系统、先进的空地导弹和反潜战系统.     

Q/V频段波导传输系统电磁损耗研究

在规划通信卫星有效载荷Q/V频段频率时,波导传输系统损耗已经成为影响系统噪声系数、接收品质因数G/T以及发射EIRP的关键因素,对其研究具有具有重要的工程应用价值.本文在研究电磁波传输系统边界效应的基础上,一方面提出趋肤深度与金属镀层相关联的理论,依据该理论总结出通信卫星使用频段与波导金属镀层的典型对应数据,用于指导工程制造;另一方面通过衰减系数与表面粗糙度的关系,探讨了表面粗糙度对电磁损耗的影响,提出基于Huray模型模拟金属表面微观形貌,用于仿真分析Q/V频段波导损耗.并就仿真分析数据与实际测试数据进行比对,获得了良好的一致性.     

基于同轴线的传输/反射法测量射频材料的电磁参数

射频功能材料电磁参数的测量对于微波电路设计和吸波隐身材料的研究具有重要意义。本文基于传输/反射法测量原理,利用矢量网络分析仪和同轴夹具组成的测试系统对聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲醛、铁氧体及介电型吸波材料的电磁参数在10MHz4GHz频段内进行了测算。论证了Nicolson算法中的厚度谐振、多值性和相角跳变等问题,借助网络分析仪的扫频技术解决了多值性的问题,并对系统测量不确定度进行了分析。证明了厚度谐振问题对于高损耗型受试材料不会出现,因此传输/反射法尤其适于吸波材料的电磁参数测试。     

超导技术在军事上的应用

无论是利用较早出现的低温超导材料还是利用新出现的高温超导材料,超导技术在军用和民用产品上都有着广阔的应用前景,它可以被应用到许多重要的电子装置和大功率装置上。在军事方面,超导技术将用于弹道导弹潜艇、弹道导弹防御系统、反装甲作战武器、先进空面导弹和反潜武器等许多重要的军事系统上。下面介绍这项技术在电子技术和大功率装置领域的应用。 一、电子技术 军事和空间系统对电子装置、器件和系统的要求是相当高     

超导约瑟夫逊10mV微带双结串联结器件

本文简述了超导约瑟夫逊电压标准的基本工作原理,论述了研制超导约瑟夫逊10mv串联结器件的必要性及其方案选择,介绍了微波同轴传输装置和约瑟夫逊微带双结串联结器件,总结了研制铅(pb)薄膜微带隧道双结串联器件的工艺,最后给出了双结串联器件的交、直流特性测试方框图和低温下的测试结果。     

通信卫星电视转播地面站的图像质量

从介绍我国中央电视台租用Intelsat V卫星的情况着手,讨论如何改进卫星电视地面接收站的性能、改善卫星传输链路的图像信杂比和提高电视图像的质量等级等问题.地面接收站性能的高低由品质因素G/T值的大小来衡量,因此应尽量增加天线有效增益G和降低接收机等效噪声温度T.图像信杂比是影响电视全程图像质量的重要因素,它与星体转发器的全向有效辐射功率、传输路径损耗、附加损耗、G/T值、调频改善因子和去加重改善等有关.电视图像的质量等级共有五级.最后列出了G/T值与图像质量等级的计算例子.     

方同轴线的特性分析

利用保角变换，分析并计算了方同轴线的特性阻抗和传输损耗。研究的结果表明，方同轴线的特性阻抗和传输损耗与内外导体尺寸以及间距的关系较大，内导体相对较大且间距越小，特性阻抗就越小。该结果为合理选择方同轴线的尺寸结构提供了参考。     

对流层散射传播特性及信号谱特性分析

文章介绍了3种对流层散射传播机制，并对不同参数下的对流层散射链路传输损耗进行了计算。结果表明，参数为5GHz频段和100km的典型散射链路，其传输损耗超过200dB。在广义散射截面模型的基础上建立了对流层散射信号传输函数模型，重点研究了对流层散射信号的延迟功率谱特性；从实际散射链路出发，对不同基线距离下的归一化延迟功率谱进行了计算和分析，结果表明，基线距离越远，则波束宽度越宽，相应的归一化延迟功率谱扩展越宽。     

耦合孔径超导薄膜曲径天线

应用谐振腔模型的理论和全波电磁模拟器研究了一种新型的超导薄膜曲径天线。这种曲径天线的尺寸比常规小天线（如H型贴片天线）的尺寸小得多，对回波损耗、天线辐射图和辐射效率的模拟结果与网络分析仪测量得到的结果非常一致。     

低轨遥感卫星Ka频段自适应编码调制应用效能分析

分辨率的不断提高对低轨遥感卫星对地数据传输能力提升提出了迫切需求。当前低轨遥感卫星对地数据传输采用固定编码调制(CCM)和可变编码调制(VCM),未利用仰角增大时大气损耗减小带来的信道条件改善,对链路资源造成较大浪费。自适应编码调制(ACM)在VCM基础上,充分利用大气损耗的时变特性,可进一步提高链路的数据吞吐能力。为综合衡量数据传输性能,文章提出低轨遥感卫星传输效能因子指标,并对Ka频段降雨特性不同的喀什、北京、三亚地面站CCM,ACM,VCM的传输效能进行了对比分析。仿真结果表明:按链路可用度最大的原则设计时,ACM的传输能力明显优于VCM和CCM,显著提高了数传系统的综合传输效能。     

俄科学家开发出混合动力电缆

据俄科技网站3月16日消息，由俄微电子纳米技术所、全俄电缆工业科研设计技术所、莫斯科航空研究所三家单位科研人员合作，开发并成功试验了据称是世界第一的混合动力电缆。在此种电缆里，能量同时以两种方式传输：一种是液态氢流，另一种是超导电缆里的电流。采用这种结合了超导体和冷媒（液态氢）的电缆线，不仅能维持电缆的超导状态，而且本身是能量载体。混合动力电缆用作电力输送时，     

陶瓷超导体在宇航工业中的应用前景

研究新的高临界温度的超导性物质,是解决能源和信息问题的一个重要课题.目前人们正在重新研究低温超导技术.着重介绍超导氧化物陶瓷的特性、发展,及其在宇航工业中应用的前景.陶瓷超导体的应用取决于它的超导电性和完全抗磁性.     

日本成功回收卫星

日本近日成功回收了装有在太空中生产的超导材料的一个卫星返回舱。该舱从卫星分离后溅落在日本南部的太平洋上。这是日本首次在没有美俄等国帮助的情况下回收空间实验材料。由政府支持的无人空间实验自由飞行器研究所在一份声明中称,这向世人展示了日本的技术水平。称为“无人空间实验回收系统”(USERS)的这颗卫星是2002年9月10日由H-2A运载火箭发射的,用于建立无人自主回收系统和开展晶体生长实验,包括低重力环境下高温超导材料的生产。这些在电加热炉内生产的大块超导材料很难在地面上生产,原因是保证不了纯度。研究人员将对晶体的生…     

航天器的原子氧防护

在近地轨道飞行的航天器上的材料将会由于与大气层中的原子氧发生反应而损耗。对于在轨道上停留时间较长的空间站而言,原子氧防护将成为一个关键性问题。本文报道了美国航天飞机有关材料暴露试验的结果,表明材料损耗随原子氧通量而变化,与大气密度等多种因素有关。同时也指出了研制氧原子防护涂层的必要技术途径。     

基于准则法的阻尼结构拓扑优化

针对阻尼结构设计,利用拓扑优化技术研究了阻尼结构模态损耗因子最大化设计问题。采用 密度法（Pseudo\|density Method）和材料属性合理近似模型（Rational Approximation of Material Properties, RAMP）建立了以阻尼材料用量为约束条件、模态损耗因子最大化 的阻尼板结构拓扑优化数学模型,并进行了灵敏度分析;利用优化准则法（Optimality
criteria, OC）,给出了阻尼结构拓扑优化设计方法和流程,得到了在一定阻尼材料用量下 阻尼板结构的模态损耗因子最大的阻尼材料最优分布构形。相关算例结果表明该方法适合于 阻尼结构的优化设计或轻量化设计。