星载行波管可靠性的保证

在广播卫星、通信卫星、观测卫星的转发器中,用作功率放大器的器件是属于电子管类的行波管。有报告报导了有关卫星上的行波管放大器(TWTA)和固放(SSPA)的在轨可靠性调查结果。根据这个报告可得出TWTA的故障率比SSPA低的结论。 NEC公司的星载行波管在世界上占有领先地位,已用于实用化DBS(Direct Broadcast Satellite)的“BS—3”广播卫星、通信卫星,证明了它具有高的可靠性。 文中对可确保星载行波管可靠性的设计方针、评价试验方针、寿命保证以及与卫星执行任务一致的评价试验计划等进行叙说。同时,对基于评价试验程序的环境评价试验、工作寿命试验、模拟在轨备份的非工作寿命试验及寿命预测等的实施情况进行介绍。另外,还将介绍根据用于预测可靠性的在轨数据和地面评价试验可靠性分析的结果而获得的高可靠性(280FIT(failurein time))。     

偏置电路对功率放大器性能的影响

文章首先给出偏置电路影响功率放大器性能的理论依据,然后采用3种不同的偏置电路,得出了3种不同的试验结果。试验结果表明,偏置电路会对放大器的输出功率、线性度、三阶交调产生影响。最后给出了一种比较好的偏置电路和元件取值。     

航天型号行波管放大器工程规范架构设计

分析航天型号行波管放大器质量保证工作要求及相关规范的现状,以考核要求、性能参数指标和质量控制要求等体系为研究重点,提出航天型号行波管放大器工程规范架构的设计思路。     

东三卫星转发器步进衰减器的研制

1 概述 东三卫星转发器步进衰减器具有27路的输入输出功能。分为4部分:9路一组,6路一组,7路两组,分别安装在SSPA和TWT之前,用来调节固放和行波管放大器的输入功率,以及调整转发器的增益和输出功率。其调节的方式是受地面遥控指令的控制,以步进、步退式任意状态档的方式来改变。     

用于无线能量传输的高效GaN HEMTF类放大器设计

微波功率传输是实现空间太阳能电站的关键技术之一,本文给出了2.45GHz高效Ga N F类功率放大器的设计。仿真得到该功放功率附加效率为78.8%,输出功率40.3d Bm,该结果预示了其在相关领域的应用。最终对放大器电路进行了测试,实测得到放大器在2.45GHz工作频点上漏极效率为67.3%,饱和输出功率38.2d Bm,增益8d B。     

星载双行波管放大器的高效率Buck电路设计

行波管放大器具有可靠性高、输出功率大、宽频带、寿命长、线性度高等诸多优点,在星载大功率部件中扮演着重要角色。为了实现星载行波管放大器的轻量化和高效率,文章设计了一种星载大功率双行波管放大器用电源。通过优化设计Buck电路辅助开关管的工作时序,推导出了时序电路的优化设计公式,选用高饱和磁通密度的磁芯来合理设计辅助电感量,使双行波管放大器电源在整个宽负载范围下均实现了Buck电路的软开关工作,给出了满载下Buck电路的软开关实验波形。实验结果表明该设计可以显著提高双行波管电源中Buck电路的效率,整个负载范围内的效率均高于95%,最高效率达到了97.5%,降低了放大器的电源功耗,提高了双行波管放大器的整机效率和可靠性,降低了载荷的重量。     

星载氮化镓固态功率放大器整机高可靠设计技术研究

为了满足星载应用对于固态功率放大器长寿命的应用需求，针对近年来研究较多的氮化镓（gallium nitride,GaN）固态功率放大器（solid state power amplifier,SSPA），阐述了器件存在的可靠性问题，提出了整机高可靠设计方法。首先，探讨了氮化镓器件的典型失效机理，给出了氮化镓器件在高场退化以及热退化方面的研究结果，分析了逆压电极化效应及热载流子效应引起器件退化的物理机制。其次，围绕降额设计、整机热设计以及电路稳定性设计，研究了如何针对氮化镓器件的特点实现星载固放的高可靠设计，并给出了典型的仿真及实验结果。最后，给出了典型的星载固态功率放大器空间环境模拟试验结果，产品在热真空试验、温循老炼以及高温老炼等试验过程中表现出了较高的稳定性和一致性，为氮化镓固态功率放大器的上星应用提供了有力的支撑。     

基于空间行波管研制全过程的标准化工作

分析空间行波管的特点及存在的问题,基于空间行波管研制全过程分析其标准化需求,从设计、产品制造和检验的全过程提出空间行波管设计要素要求、工艺要素要求和详细规范控制要求。     

C波段5瓦GaAs场效应晶体管功率放大器

研制成一种C波段5W GaAs FET(砷化镓场效应晶体管)四级功率放大器。该放大器工作频段为3.7～4.2 GHz,1分贝点带宽约300 MHz;在中心频率处,饱和输出功率为4.67W,增益大于26dB,总效率约14％。本文还介绍了利用浅漏偏置条件下的小信号S参数代替大信号S参数设计匹配电路的情况。     

新型大功率高效率空间行波管电源

空间行波管放大器是通信、导航、数传等卫星中重要的功率放大部件。行波管电源是其重要组成部分,在接近50多年的行波管电源研发和制造历史中,行波管电源总体向着高效率、小体积、轻重量、高功率的方向不断发展。提出一种新型大功率高效率空间行波管电源,采用Buck+推挽两级式拓扑结构,低压采用一种新型Buck变换器,通过无损缓冲的方式,实现了Buck变换器各个开关管的软开关;高压采用谐振推挽的拓扑结构,实现了开关管的软开关,使行波管电源效率达到了94%,并在一台500W的样机中进行了实验验证,使行波管电源的体积、重量和效率指标得到进一步提升,为行放电源的小型化、高效率奠定了坚实的基础。     

风云二号卫星S波段转发器1.5W线性固体功率放大器

描述了风云二号卫星S波段转发器1.5W线性固体功率放大器的设计技术,应用这个设计方法成功地研制了风云二号卫星S波段转发器1.5W线性固体功率放大器。实测结果表明该线性固体功率放大器电性能优良,满足了系统指标要求。     

星载功率放大器NPR测试方法研究

针对星载功率放大器噪声功率比(noise power ratio,NPR)指标缺乏考核方法的问题,根据多载波非线性工作原理,使用基于数字I/Q调制的方法在Matlab里编辑基带波形文件,形成具有陷波的宽带多载波信号,依据频谱仪采样的数字预处理方法校准宽带多载波信号的幅度平坦度,调节矢量信号源I/Q两路的功率偏置进而调整陷波的深度来生成满足条件的宽带多载波激励信号。通过输入放大器该校正后的激励信号、分析被测放大器件输出端频谱陷波内产生的互调失真分量的测试方法,设计了通过矢量信号源和频谱仪进行测试的方案。根据方案所搭建的测试系统,完成了某K频段行波管放大器（主载波频率为19800MHz,带宽为80MHz）的测试验证。研究结果表明,提出的NPR测试方法有效可行,为考核星载微波功率放大器NPR指标提供了具体的测试方法。     

一种在地面测试中使用的卫星放大器散热方案

射频放大器是星上重要的电子器件,对工作温度要求严格,卫星在地面测试过程中,射频功率放大器需要进行良好的散热,以保证其正常稳定的工作。文章介绍了一种新型的散热方案,并叙述了其具体原理和实施方案。     

分布式空间系统——小卫星内藏大乾坤

“寸有所长，尺有所短”，不管现代小卫星有多少优点，同样也存在某些缺点。比如：单颗小卫星有效载荷质量和功率有限；对单点故障敏感；短期运行寿命和高风险；难以找到廉价可行的发射工具（相对大卫星而言，每千克发射费用高）。如何扬长避短呢？在应用上，通过采用分布式空间系统，就能克服小卫星的种种弓§点，让小卫星应用焕发出巨大的发展潜力。     

W波段行波管及卫星通信系统应用前景

为了满足卫星系统对通信容量日益增长的需求,W波段已经成为空间通信应用中的前沿。对于高功率放大器,w波段行波管在输出功率和工作带宽方面具有优势,国内的W波段连续波和脉冲行波管在功率和带宽等主要技术指标上已经达到国际先进水平,希望进一步提高器件的实用化程度和可靠性,促进W波段卫星通信系统的研究,为我国下一步高频率宽带卫星通信系统达到国际先进水平提供自主可控的核心电子元器件产品。     

空间行波管技术指标体系研究

通过对空间行波管的工作原理、结构和特性的研究,依据空间应用要求,分析空间行波管的主要技术指标,并对空间行波管未来技术发展进行了展望。     

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。     

一种用于低噪声放大器的波导同轴转换结构及绝缘子焊接工艺

低噪声放大器作为射频接收机的核心部件,其性能好坏直接决定了整个接收机性能和系统的信号质量,而低噪声放大器(简称低噪放)波导同轴转换的工艺性质量对其性能有直接影响。文章对一种X频段低噪放波导同轴转换结构的设计工艺性进行了研究,提出了一种整机结构设计以及绝缘子的焊接工艺方法,经试验验证使用该方法能满足设计电性能要求,同时降低了研制成本,增加了批产可靠性。     

数字射频贮频器综述

一、引言电子对抗技术中,常常需要将接收的射频脉冲的频率存贮一定的时间,以便在适当时刻转发频率相同的脉冲干扰。存贮脉冲射频的技术,称射频贮频。早期的射频贮频,由行波管放大器和迟延线组成的闭合回路实现的,简称迟延线贮频。迟延线贮频的优点是,频带宽达6～8GHz。主要缺点是输出信号和输入信号间的相干性差,贮频时间短,典型的迟延线贮频器的贮频时间为5～30μs;体积重量大,除了行波管及其高压电源外,迟延线长达数十米,重量达数公斤。     

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。