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。     

弹载引信电控扫描识别目标方位的方法

研究了弹载引信电控扫描识别目标方位的一种方法，该方法是：首先研究一种周期电控脉冲起动单刀四掷微波开关，该开关又逐次起动可瞄准定向天线的每一元和它们的公共收发系统。因而该系统既能全向搜索空中目标，又能分区截取回波信号，由此获得引信天线电控扫瞄形式的可瞄准探测系统。     

机械可动天线地面转动转轴残余力矩分析及影响

机械可动天线在进行地面转动时,需进行重力卸载,限于机械可动天线的结构特点,难以实现重力完全卸载,天线转轴上会产生残余力矩。从而影响天线在地面的指向精度,通过分析残余力矩的变化规律,可以判断天线地面转动测试试验的有效性和产品安全性。为天线在轨正常使用提供理论依据。     

采用实时延迟线的光控微波相控阵天线的首次验证

本文详细介绍了首部由光延迟线控制的微波相控阵天线的设计与性能。验证了当频率从L波段转换到X波段时，采用半导体激光开关实现时延，天线方向图不会发生“波束偏移”。     

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。     

滤波天线技术在微波能量传输中的应用研究

微波无线能量传输摆脱了传统能量传输的电缆限制，可以满足多个领域的应用需求，整流天线是完成微波-直流能量转换的重要装置。目前常规整流天线中存在的滤波器、阻抗匹配网络等损耗及常规微带天线的窄带特性，使得其效率及带宽等特性存在可提升的空间。文章在回顾滤波天线及整流天线的发展现状的基础上，提出将滤波天线的概念与整流电路相结合，开展滤波整流天线技术研究。将天线单元作为滤波器电路理论中的谐振单元开展滤波整流天线建模和分析理论研究，设计具有辐射、滤波、复数阻抗匹配等功能的天线及阵列结构，有望突破整流天线高效集成的技术难点，为微波无线能量传输效率提升提供技术基础。     

相控阵雷达系统天线前端的光子技术

介绍了目前相控阵雷达系统天线前端正在发展的几种光子技术,即微波准光学有源阵列天线、光控可重置天线和未来理想的光子天线技术,分析了它们的工作原理和特点。     

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。     

星载机械可动天线地面零重力卸载概述

在星载机械可动天线地面测试试验中，重力会对其工作性能产生不利影响。重力卸载作为减弱重力影响的重要措施，在地面试验中被广泛应用。然而，由于天线结构形式、驱动能力及试验状态的不同和天线卸载状态的差异，均会影响到试验数据的准确性。为了能够更好地选择合理的卸载方式，分析了影响机械可动天线卸载的关键因素，对比了不同卸载方式的差异，阐述了天线卸载的设计要点。通过对天线卸载设计过程的详细描述和要点分析，为天线地面试验零重力卸载提供了技术参考和依据。     

微波技术的发展动向

概述当前微波技术的研制动向及部分产品达到的水平.目前微波技术发展特点是,已由第三代微波集成电路技术向毫米波段过渡,而且发展势头仍在倍增,产品品种不断增加,质量不断提高; 半导体微波器件快速发展.介绍了部分主要微波产品性能和应用;着重叙述今后微波器件的发展方向.     

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。     

天线实验室和天线分析仪系统

论述了天线测量技术中的两个重要课题:天线实验室和天线测量主设备。微波暗室和紧缩场的同时应用,能获得天线测量时优良的环境条件。2083天线分析仪系统是计算机控制的天线自动化测量设备,它的应用提高了天线参数测量的精度和数据的可信度。     

星载微波辐射计天馈系统噪声温度分析

星载微波辐射计在轨运行时,影响天线温度的因素与天馈系统的空间与时 间的不稳定性有关。在最坏情况下,裸露在卫星舱外的天线物理温度的变化值可达±
150℃,而且太空环境和卫星舱内环境存在一定的温度差异,使得连接天线与开关 的波导存在一定的温度梯度。依次分析了反射面对观测信号传输的影响,天线馈源物理 温度在-150℃～150℃范围内时的噪声温度,温度梯度对计算连接波导噪声温度的影响。利 用上述的分析结果,确定了天馈系统的在轨测温方法以满足星载微波辐射计精确定标的要求 。
     

微波喇叭圆极化天线

论述了用介质移相原理设计微波喇叭圆极化天线的基本方法和基本技术指标，该天线适用于遥控遥测或天线实验室测试中使用。     

微波输能中一款S波段整流天线阵列研究

微波无线能量传输是空间无线能量传输的一种途径,微波整流天线阵列作为微波无线能量传输系统的重要组成部分,得到了迅速发展和研究。文章在2.45GHz频段分别设计了微带偶极子接收天线和高效微带整流电路,并组成50cm×50cm的微波整流天线阵列。阵列由72个整流天线单元组成,每个整流天线单元包括一个偶极子天线和一个整流电路。实验测试得到37.1%的整体传输效率。     

星载多频段双极化共馈微波辐射计天线

作为“神州四号飞船”留轨段主载荷的多模态微波遥感系统中的微波辐射计天线是我国第一个工作到毫米波段的航天器天线，其工作频段跨越近6个倍频程，采用了多频、双极化共馈源偏置抛物反射面天线系统，首次应用就获成功。本文着重阐述该微波辐射计天线的多频、双极化共馈系统设计和毫米波高精度反射面天线的实现。文中还介绍了空间反射面天线的计算机机电热一体化设计。     

基于VC的微波散射计有源定标试验自动控制系统设计

海洋二号微波散射计是一种用于测量海洋表面风场的仪器，为了提高测量的精度，需要进行精确定标。文章基于VC设计了微波散射计有源定标试验自动控制系统；依据卫星轨道预测，精确计算并自动控制有源定标器的天线指向，自动采集和存储定标信号，实现外场定标试验的自动控制。多次外场定标试验表明：该系统可以实现外场定标试验的自动控制和天线指向的准确计算，根据试验数据拟合得到的天线方向图与实测天线方向图基本吻合，3dB波束宽度内角度测量误差优于0.1°。试验结果表明，通过卫星 地心连线和卫星 有源定标器连线的夹角逼近卫星视角，能够精确计算有源定标器的天线指向。该技术显著提高了试验的效率和有效性，已成功应用于风云三号和演示验证双星有源定标器的设计中。     

星载微波辐射成像仪天线温度误差分析

：阐述了星载微波辐射成像仪扫描式外部两点周期定标原理，介绍了利用星载微波辐射成像仪原始测量数据计算其天线温度的方法———定标方程。详细分析了星载微波辐射成像仪的天线温度精度。并估算了星载微波辐射成像仪的１８ＧＨｚ接收通道天线温度精度。确定了影响天线温度精度的主要误差源，为提高天线温度精度提供了依据     

具有大型微波天线的卫星构型设计综述

从星载大型微波天线出发,简述了国外平面相控阵和反射面两种体制的天线构型特点。结合国外大型微波天线卫星的构型实例,探讨了卫星的构型设计与布局特点,提出了我国大型微波天线卫星有效载荷天线与星本体构型一体化设计等的启示与建议,可为此类卫星的构型设计提供参考。     

一种星载高相位中心稳定度双频GPS天线

介绍一种用于星载的变形十字交叉振子圆极化天线,通过对普通十字交叉振子天线进行改进,展宽了天线的工作带宽,使该天线能同时工作在GPS的L1和L2两个频率上。该天线结构简单,除了支撑材料外,整个天线由金属构成,易于满足星载的环境要求。该天线具有很高的相位中心稳定度,在要求的波束范围内天线的相位中心稳定度小于2mm,达到了国外同类产品的水平。仿真及实测结果表明,设计实用、可行。文中还研究了天线相位中心的测试方法和数据处理方法,并应用到实际测试中。