一种星载Ka频段宽带线性化器设计

为了改善星载功率放大器的线性度，文章设计了一种新型宽带Ka频段线性化器。该设计基于模拟预失真线性化技术，通过改变线性化器的二极管偏置电压，实现非线性形状可调，以匹配不同行波管的非线性特性，并在文章最后给出了实物测试结果。该设计在26GHz±0.5GHz频率范围内具有良好的一致性，带内波动小于0.8dB，增益扩张大于4dB，相位扩张大于40°，对行波管非线性特性改善明显，饱和区三阶载交比提高3dB以上，可有效提高使用效率并降低通道误码率。     

一种应用于C频段形状可调线性化器设计

文章利用低温共烧陶瓷（Low temperature co fired ceramic, LTCC）低插损，高集成，小温漂、易集成等优点，设计实现了一款小型化、高性能LTCC线性化器。根据电路原理，设计仿真了一个基于LTCC技术的C频段线性化器，该线性化器频率范围为3.7~4.2 GHz，通过改变线性化器的二极管偏置电压可调整线性化器的增益扩张和相位扩张特性，从而匹配与之级联的功率放大器的增益和相位压缩，改善级联系统的非线性特性。仿真结果表明这种设计的线性化器具有体积小、重量轻、性能优、易于整机集成的特点。     

射频功率放大器预失真线性化器设计

介绍了一种改善射频功率放大器非线性失真的预失真技术,提出了一种平衡结构的线性化器,给出了该电路的应用方式,并对其原理进行了分析,得出了计算机仿真结果。     

毫米波上变频接收前端光子学集成设计与优化研究

针对宽带毫米波成像系统需求,为实现上变频所用大带宽、高灵敏度电光调制器,对毫米波上变频接收前端光子学集成设计与优化进行了研究。对W波段上变频接收前端各部分进行了场分布分析,用HFSS软件对设计的毫米波共面波导结构进行电磁仿真,讨论了缓冲层厚度、电极高度和电极间距等结构参数对性能的影响,通过结构参数调整获得了优化的性能,并设计了射频模块。设计的W波段电光调制器半波电压理论值低于7V,导体损耗小于0.17dB/(cm·GHz1/2),介质损耗小于0.01dB/(cm·GHz),优于国外当前同类调制器水平;矩形波导-共面波导传输损耗小于1dB;双极切比雪夫滤波电路获得中心频率在77GHz的7GHz带通滤波特性。以此为基础集成的上变频接收前端具有损耗低、体积小、便于应用等优点。     

无线直放站的可变增益低噪声放大器设计

论文给出一种基于数字可编程增益控制方法来实现增益可调的低噪声放大器,该低噪放的工作频率在1.9GHz ~2.1GHz 范围内.通过设计一个增益控制电路,并将其添加 LNA 电路中,以获得增益可调的效果.利用ADS软件进行设计并仿真,结果显示,该LNA共有五种增益模式,分别约为4.179dB、4.928dB 、5.862dB 、8.628dB 、17.327dB ;噪声系数基本稳定在0.5dB ~0.6dB     

一种用于预失真系统的RLS+LMS组合算法

数字预失真技术是功率放大器线性化研究的热点,自适应算法的选择对预失真的效果有很大的影响。分析传统的LMS算法和RLS算法,发现其收敛速度和计算复杂度不可兼得,变步长算法对收敛性能有所改进,但效果有限。结合两种算法各自的优势,提出一种新的组合算法,用于多项式数字预失真系统。采用间接实现结构,仿真结果表明新算法具有良好的收敛特性,适用于功率放大器的线性化处理。     

基于噪声抵消技术的射频宽带低噪声放大器设计

基于SMIC 0.181μm CMOS工艺,设计一款可用于1GHz~2GHz射频接收机前端的低噪声放大器。放大器利用共栅结构实现输入阻抗匹配,采用噪声抵消技术实现低噪声,核心电路尺寸为600μm×650μm。仿真结果表明,在1GHz~2GHz频率范围内,输入反射系数小于-10dB,噪声系数低于3.63dB,输入1dB压缩点在1.414GHz为-6.93dBm,在1.8V电源电压下,主体电路的功耗为18.8mW。     

存在记忆非线性效应的功率放大器自适应线性化仿真

文章对两种常用的描述功率放大器的记忆效应和非线性特征的模型——W—H模型和记忆多项式模型进行了自适应线性化仿真,采用AM／AM和AM／PM失真特性对由于功放特性不理想而引起的放大信号的振幅畸变及相位偏移进行描述,运用自适应预失真处理方法,进行记忆预失真的模拟,并用误差矢量值（EVM）衡量这种自适应预失真方法的效果。仿真结果表明,文中的自适应预失真方法对上述两种记忆功放模型具有较好的线性化效果。     

L波段高效小尺寸功率放大器载片设计

为了应对当前市场对功率器件更低成本、更小尺寸和更优性能的要求，设计了一款工作频率为1.2～1.4GHz的高效率小尺寸氮化镓（gallium nitride,GaN）基功率放大器载片。使用有源时域负载牵引系统对GaN管芯进行在片测试并提取管芯的非线性行为模型，在先进设计系统（advanced design system,ADS）软件中利用模型进行阻抗匹配电路设计和仿真，将功率放大器端口匹配到了目标阻抗50Ω。该载片采用谐波控制技术使功率放大器附加效率提高了6%～8%，采用高介电常数的陶瓷材料将载片电路集成在8mm×8mm。实测结果显示，放大器在漏源电压28V、100us脉宽和10%占空比脉冲输入的工作条件下，在小尺寸的载体上实现了输出功率大于56W，功率附加效率大于78%的高效率指标。     

基于硅基MEMS三维集成技术的片式多波束发射前端

基于多波束发射前端的相控阵,具有波束灵活扫描和多目标同时通信的能力,是低轨互联网通信卫星的重要微波子系统。采用硅基MEMS三维异构集成技术,将多个微波单片集成电路MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)和硅基MEMS功分交叉网络等无源结构一体化集成,实现了一种K频段8波束32通道瓦片式相控阵发射前端。该器件由五个硅基封装模块堆叠而成,不同封装模块之间通过植球(金球凸点及铅锡焊球)的方式互连,内部通过TSV通孔技术实现垂直互连。为展示其性能,制备了19 GHz～21 GHz频段的样件,尺寸为16.25 mm×14.25 mm×6.3 mm。经测试,单通道发射增益≥18 dB,输入输出端口驻波≤2.0,同时具备6位数控移相和5位数控衰减功能。     

面向低轨卫星的双圆极化宽带宽角扫描阵列研究

随着卫星通信技术的日益成熟，相控阵天线被广泛应用于低轨卫星系统，提出了一种面向低轨卫星通信的新型双圆极化宽带宽角扫描阵列天线。阵列天线单元采用一种金属栅格加载的对称阵子，其工作宽带为17GHz~21GHz，相对带宽超过21%，同时金属栅格加载方法可有效展宽对称阵子波束宽度，从而在工作频段内使E面和H面波束宽度均超过140°。通过上述宽带宽波束对称阵子作为阵列天线单元，形成8×8的64单元阵面。然后，阵列天线单元经过旋转组阵，实现了双圆极化特性。由于天线单元具有宽带、宽波束性能，有效拓展了阵列波束扫描角度，即在不同旋向下，均能实现二维±60°的波束扫描。阵列在低频17GHz工作时，法向波束增益为18.2dB，当扫描离轴角为60°时，增益下降2.8dB，轴比小于2dB。在高频21GHz时，法向增益为19.6dB，当扫描离轴角为60°时，增益下降3.7dB，轴比小于3dB，具备良好的宽带宽角覆盖性能，从而在低轨卫星通信中具有广阔的应用前景。     

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。     

OFDM系统中峰平比问题的方法研究

OFDM技术最主要的缺点是具有较大的峰值平均功率比(PAPR)。文章就目前降低PAPR对OFDM系统影响的主要方法进行了简单综述。一种方法是从OFDM信号着手,包括剪波法(限幅法)、编码技术、相位旋转方法;另一种方法是对高频功率放大器的实现线性化技术,主要是放大器预失真方法。     

The critical satellite technical issues of future pervasive broadband low-cost communication networks

Using a baseline design for a 30/20 GHz system, this paper addresses the critical technical issues of signal waveform design, projected spacecraft technology, satellite launch options and satellite cost. With DPCM (differential pulse-coded modulation) video signal encoding, 32 Mb/s user-to-user data rate per channel, 10% overhead, two orthogonal polarizations, and crosstalk loss limited to 1 dB, TFM (tamed frequency modulation—a type of QPSK) permits about 75 channels/GHz of frequency allocation, i.e. about twice the capacity possible with MSK or SFSK (types of QPSK). The BOM (beginning of mission) weight and power of a baseline 400-channel multi-beam satellite is about 1800 kg and 5000 W. Each 35 Mb/s channel can support 1–10 video channels depending on the signal processing at the ground terminals. These weight and power estimates assume hardened digital logic, composite material for a multibeam antenna structure, high-efficiency solar cells (45 W/kg), NiH₂ batteries and 10W/20 GHz power amplifiers. If more speculative late-1980s solar cell technology is assumed, then the BOM weight decreases about 10–15%. Using the Space Transportation System being developed by NASA, geosynchronous deployment options are shown as a function of communications capacity. Based on a cost model for large communication satellites, the total space segment cost of two active satellites and one spare would be about $485M. This system would have a peak capacity of 14 Gb/s or 400-35 Mb/s simultaneous one-way channels. Demonstration and/or initial system (ground plus space) costs would be significantly less. It is concluded that the above baseline satellite appears to be technically feasible in the late-1980s.     

基于DBF的波束功率控制及优化设计技术

低轨卫星系统近年来得到了广泛的关注和发展,卫星的轨道高度低,具有传输延时短、路径损耗小的特点,可以为小型化用户终端提供服务,但也存在单星覆盖区内路径差异大、卫星业务分配不均和工作动态范围大的问题。针对这些问题提出了一种适用于低轨卫星的波束优化设计方法,采用地球匹配波束设计,来实现更好的链路质量和覆盖效率。在下行波束设计中,通过唯相位加权优化设计方法,在满足波束增益要求及波束间C/I的基础上,实现了单波束功率由0%~100%的调整能力。针对低轨卫星移动通信业务随时间变化,导致发射组件输出功率长时间工作于回退状态的特点,提出了一种通过卫星业务处理器实现业务量变化与功放的最佳效率供电电压匹配调整的星上自适应功放功率随动技术,使得功放平均效率有效提高,减少了天线的平均功耗和热耗。     

Communications transponder performance for Japanese Communications Satellite-2 and prospects for future systems

Communications transponder for the Japanese Communications Satellite-2 (CS-2a and 2b) to be launched into a geostationary orbit by N-II launch vehicle in February and August, 1983, has been developed. The transponder is provided with six-channel K-band ($\text{30}\text{20}\text{GHz}$) transponder including beacon transmitter, which operates in the highest frequency ranges ever utilized on an operational communications satellite, and two-channel C-band ($\text{6}\text{4}\text{GHz}$) transponder. Receiver front end of the K-band transponder consists of a direct mixer followed by a 1.8 GHz IF amplifier and provides 8 dB noise figure. 20 GHz output power is 4 W by final amplification at 5-W TWTA. C-band transponder provides 4 dB noise figure and 4.3-W output power. Key factors for future high capacity transponder are also presented.     

低信噪比大频偏空间光信号的频率捕获研究

卫星相干光通信系统信号解调过程中,卫星相对运动会导致接收的信号光产生GHz量级的多普勒频移,信号光的远距离传输导致光信噪比极低,传统方法无法在低信噪比下补偿大范围多普勒频移,严重影响通信系统的能力。针对上述问题,本文提出了一种两段式频率捕获算法,该算法包含自动扫频和锁频控制两个阶段。自动扫频阶段通过本振光自动频率扫描将频差缩小至100 MHz量级;锁频控制阶段通过高精度的本振光频率控制与FFT变换,在低信噪比下继续缩小频差至MHz量级。仿真验证结果表明：该算法可在2 dB信噪比下补偿大动态范围的10 GHz范围多普勒频差,满足卫星相干光通信解调需求。     

基于光子晶体的太赫兹环行器设计及其内带电效应研究

对于卫星亚毫米波甚至太赫兹收发通信系统而言,由铁磁性器件构成的环行器和隔离器是实现功率隔离、保护发射通道不受反射功率影响的关键元器件.文章基于周期性光子晶体阵列,提出一种具有良好平面集成性的新型太赫兹环行器构型;并针对星载环境的电子辐照问题,采用典型能量电子辐照分析光子晶体Si的内带电特性、环行器整体电位以及局部电场分...     

基于平板波导的双频双极化CTS阵列天线设计研究

针对卫星通信天线轻量化和辐射孔径复用等需求，对双频段双极化连续切向节（Continuous Transverse Stub，CTS）阵列天线进行研究。天线采用正交共口径设计，结合标准波导接口的带通滤波器和独立功分馈电网络实现了高极化隔离度特性；通过对枝节辐射能力控制和天线阵列设计，达到了兼顾增益特性的同时降低旁瓣电平的目的。仿真结果显示：天线分别在18.5~21.2 GHz和27.5~31 GHz两个频段内回波损耗小于-10 dB，旁瓣电平均小于-12 dB，端口隔离度优于80 dB，增益分别为24~27 dBi和25~27 dBi，结构简单，易于加工，剖面高度低，易于运输和共形安装。