微波超宽带高速数控幅度调节器研制

微波频率源技术中常常要求实现微波输出信号功率电平的高精度、小步进调控。作为频率合成器中的重要组成部分, 微波功率幅度控制器的指标好坏对微波频率合成器的功率性能的优劣有很大影响。随着使用要求的不断提升，频率合成器等设备对带宽、速度的要求也越来越高。本文概述了微波超宽带高速幅度控制的背景及现状，详细介绍了微波超宽带高速数控幅度调节器设计原理、设计方法、实现手段及实现指标等内容。     

一种微波测频系统的设计

提出了一种基于射频PLL频率合成器的微波连续波测频方法。利用射频PLL频率合成器ADF4113,实现了对2 cm微波连续波进行快速、准确地测频,并给出了其系统框图。     

GLONASS接收机频率合成器的设计与实现

根据GLONASS系统的频率计划和GLONASS接收机的特定结构,提出用变化钟频法实现GLONASS接收机的前端.对相应的前端频率合成器部分提出了具体要求,并给出了基于集成频率锁相环的频率合成器的设计与实现.讨论了固有合成频率偏差的来源和消除办法.分析了频率合成器的性能指标.实验表明,该合成器稳定性好,精度高,能够满足GLONASS实验样机的要求.      

基于脉冲超宽带的星载高速无线数据网络设计

针对卫星内高速数据通信现有的点对点LVDS线缆通信带来的线缆束缚、布局困难、成本增加的难题，提出一种基于脉冲超宽带的星载高速无线数据网络设计方案，介绍了脉冲超宽带收发机、高速无线网络协议和无线网络节点软硬件设计的关键技术.发射机采用阶跃恢复二级管（SRD）产生皮秒级脉冲信号；超宽带脉冲接收采用幅度检测方法；无线高速网络协议设计参考美国军用数据总线标准MIL-STD-1553B协议，采用时分制指令响应机制，对1553B标准的许多指标进行扩展以适应UWB无线信道和高速传输特点，并通过FPGA成功实现.测试显示，地面演示系统应用层数据传输误码率小于10-9，表明了基于脉冲超宽带的星载高速数据网络设计的可行性和可靠性.      

X频段微波中功率量热技术研究

量热计与微量热计作为微波功率测量标准的实现形式被广泛采用。量热计法对测量环境的温度,测量功率电平幅度的稳定度,测量时间,测量设备的时间稳定系数等因素均有非常高的要求。在微波小功率的测量中,以上条件比较容易满足。但在微波中功率量热计法的测量中,量热体温升明显,环境温度不宜稳定,放大器输出幅度抖动等种种因素都会影响到测量结果的准确度。通过针对中功率量热技术研究中遇到的常见问题进行解决,得到了比较理想的实验结果,并利用现有的中功率标准对所设计的量热体进行了直流/微波功率替代效率测量,具有一定的参考价值。     

基于修正差分进化算法确定周期内多载波微放电等效功率

微放电是空间微波部件设计所必须考虑的失效效应之一,随着空间宽带多载波模式的广泛采用,多载波条件下微波部件微放电问题引起广泛关注。针对周期内多载波微放电等效功率计算所采用传统经验公式的不足,提出了一种基于修正差分进化算法的确定周期内多载波微放电等效功率的全局优化方法。该方法通过对多载波合成信号功率特性进行分析,推导获得了 20个电子渡越时间内信号能量的表达式,采用二次插值法进行局部搜索,采用修正差分进化算法进行全局优化,从而高效、准确获得全局最优解。以幅度相等、频率间隔相等的多载波信号为例,进行了等效功率的确定,与经验公式的预测结果相当,验证了所提出方法的有效性;同时,对幅度不同、频率间隔不等的多载波信号进行了处理,获得了能够指导微波部件微放电设计的最坏状态及其等效功率。所提出方法不仅适用于幅度不同、频率间隔不等的多载波信号情况,并且能够提供微放电最坏状态时的相位分布,为多载波微放电实验验证提供相位输入。所提出方法相比传统的基于经验公式的方法具有明显优势,为空间宽带多载波工作微波部件微放电设计提供有效依据,在卫星转发器多载波微放电分析及设计中具有价值。     

一种小体积低功耗微波倍频电路

针对微型相干布居囚禁（CPT）原子频标开展了小型、低功耗微波电路的研究,借助于ADS仿真,设计并实现了一种利用微带线传输微波,以阶跃恢复二极管作为非线性器件的小体积、低功耗微波倍频电路,电路面积为20mm×10mm、功耗小于10mW。测试结果表明：当输入功率为6dBm、频率为569.5MHz的信号时,获得了所需要的频率为3417MHz、功率为-9dBm的微波输出,满足CPT原子频标对微波信号的需求。     

CPT铯原子钟微波信号源设计与分析

CPT原子钟由于其体积小、功耗低等优点广泛应用于通信、导航及数据传输等领域。本文采用数字锁相倍频的方法,根据CPT铯原子钟对微波信号的需求设计了一种中心频率为4 596MHz的信号源,并对其输出信号的相位噪声进行了分析。经测试,信号源电路尺寸为30mm×50mm,功耗小于200mW,输出微波功率范围为（-20~-5）dBm,输出信号噪声与理论分析相符,杂散抑制满足设计要求,调制信号频率为500Hz,可用于CPT铯原子钟。     

介质振荡器的设计

为了实现微型化相干布局囚禁（CPT）原子钟,需要设计出小体积、低功耗的微波电路。本文介绍了利用介质振荡器（DRO）实现的适合微型CPT原子钟的微波电路,首先利用ADS（Advanced Design System）软件实现了介质振荡器的仿真,然后根据仿真结果设计并实现了振荡器电路,测试结果表明：输出微波频率为3.4GHz、功率为-4dBm、功耗为37mW。     

一种基于量热法原理的微波中功率校准装置设计

为了解决航天遥感遥测中微波中功率参数的测试和溯源需求，设计了微波中功率校准装置，并进行了微波中功率校准装置设计测试验证。通过对测试结果的分析，表明该校准装置满足设计要求。     

同轴小功率标准

本文介绍了用作微波功率标准的同轴量热计的设计思想、工作原理和测量程序,同时对误差来源作了详细分析和计算。该标准能在400～8000MHz频率范围内准确地测量微波功率,其不确定度为±0.25％,测量的功率电平为9～15mW.输入接头是GR900～BT型精密接头。该功率标准具有体积小、读数时间短和操作方便等优点。     

DDS激励PLL的X波段频率合成器设计

提出了DDS激励PLL的X波段频率合成器的设计方案,给出了主要的硬件选择及具体电路设计,并且对该频率合成器的相位噪声以及捕获时间进行了深人分析。实验和测量结果表明,该频率合成器具有带宽宽、输出相位噪声低、频率分辨力高等优点。     

高分辨力S波段雷达频率合成器

详细地介绍了２０３所研制的高分辨Ｓ波段雷达频率合成器的设计方案。在Ｓ波段１０％的带宽内，实现了１０Ｍ（１ＨＺ）的频率分辨力小于４０μＳ的频率捷变速度和－１０５ｄＢｃ／Ｈｚ的相位噪声。同时，提出一种可实现快速频率转换的直接数字频率合成器（ＤＤＦＳ），它具有极高的频率分辨力（０．１８μＨｚ）和密集通道间隔相适应的频率转换速度，同时具有低的相位噪声。对于设计中主要考虑的提高分辨力、降低相位噪声、提高捷变速度、电磁兼容及参考源ＤＤＦＳ进行了分析讨论，并介绍了频率合成器的测量方法。     

一种低相位噪声频率合成器设计CSCD

本文介绍了一种5MHz^1GHz低噪声频率合成器的设计方案。在重点考虑输出信号相位噪声的情况下,综合运用直接式、间接式和直接数字式频率合成技术,对频率合成器系统中锁相环、分频、倍频、混频、衰减、放大、滤波、功分等环节进行了合理的设计。在现有硬件条件的基础上,频率合成器的相位噪声可达到一个较高的水平。     

用于ZEEMAN频率测量的数字合成器

ZEEMAN频率是氢脉泽时间频率标准的一个重要工作参数,为此上海天文台研制了一种专用的数字频率合成器,用来测量ZEEMAN频率。描述了该数字频率合成器的工作原理、设计方法和应用结果,该数字合成器,就配备在上海天文台新研制成功的氢脉泽标准而言,以其性能与价格而论,证明是成功的。     

红外地球敏感器光电组件测试技术研究

在圆锥扫描式红外地球敏感器设计过程中,基于嵌入式SoC技术,提出了一种小体积专用光电组件地面测试系统实现方法,可实现地球敏感器中光栅信号、基准信号的幅度、频率、动态频率等参数的精密测量。介绍了系统的组成及工作原理,着重对非稳定性光栅信号幅度及频率精确测量方法进行了讨论。     

红外地球敏感器光电组件测试技术研究

在圆锥扫描式红外地球敏感器设计过程中，基于嵌入式SoC技术，提出了一种小体积专用光电组件地面测试系统实现方法，可实现地球敏感器中光栅信号、基准信号的幅度、频率、动态频率等参数的精密测量。介绍了系统的组成及工作原理，着重对非稳定性光栅信号幅度及频率精确测量方法进行了讨论。     

宽带微波电场量子化计量技术研究

随着国际单位制7个基本单位已由基本物理常数定义,计量单位进入了量子化时代。基于里德堡原子干涉效应的微波电场测量技术,依托里德堡原子的稳定性、可复现性等特点,可实现对微波电场的高灵敏度、低不确定度测量,将微波场强幅值直接溯源至时间频率单位,实现场强参数溯源链路的扁平化。文章利用室温铯原子蒸汽室作为探头,采用AT分裂方案和外差法方案,实现了微波频率范围(1~40) GHz,场强幅度范围5 mV/m~10 V/m的微波电场精确测量。本工作在计量、雷达、太赫兹通信、电磁信号监测等领域有广泛的应用前景。     

采用捷变低噪声锁相环合成器的L、S波段雷达激励器

用锁相环产生雷达频率的激励器已在吉尔菲兰的国际电话电报公司(ITT Gilfillan)制成并进行了测试,其性能在许多方面均比用标准直接合成器形式的优越。除了不太复杂外,锁相环法更适用丁不同系统的频带并为雷达系统产生频率增加了一种模式方法。L波段基本激励器已研制成功,其复盖频率范围为1.2到1.4千兆赫,附加上S波段合成器和上变频器可扩展到3.1到3.6干兆赫。在L、S波段所测得的短期稳定度为≤3×10~(-10)/1ms。在500兆赫带宽内取得了250千赫的步进。频率任何变化,总稳定时间<60微秒。相位达到0.1度以内。该激励器完全采用厚、薄膜混合电路和微波集成电路制成。因此,性能得到改善,延长了平均故障时间,并减小了尺寸、重量和功率。     

全相参捷变雷达频率合成器

较详细地介绍了航空航天部二院二○三所研制的10cm全相参捷变雷达频率合成器的设计方案。对设计中主要考虑的降低相位噪声,提高频率捷变速度,电磁兼容等问题进行了分析讨论。介绍对频综的频率捷变速度的测量方法。