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。     

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。     

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。     

空间行波管放大器杂波抑制技术研究

空间行波管放大器(TWTA)输出杂波频率与载波频率的距离通常小于100kHz,杂波导致通信卫星误码率增大;当遥感卫星探测到假目标时,采用微波滤波器难以有效进行抑制。为了抑制TWTA输出杂波,文章研究了TWTA的杂波产生机理,从行波管(TWT)和电源(EPC)两方面入手进行设计,通过对现有产品进行改进,使TWTA的输出杂波下降了7dB。研究结果表明,通过优化TWT的杂波敏感度并改善EPC的输出纹波,能够有效抑制TWTA的输出杂波。     

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))。     

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。     

一种行波管放大器测试软件的设计与实现

为解决现有自动测试系统通用性较差的问题，设计了一种基于三层架构的行波管放大器测试软件。软件采用表示层、业务逻辑层和数据访问层的三层架构模型。表示层用来输入产品信息和测试的数据展示，利用Matplotlib第三方依赖库实现测试数据的可视化分析；逻辑业务层实现测试项目的具体实现过程；数据访问层完成对所有仪器的控制和访问。系统的三层架构体现了“高内聚、低耦合”特性，结构清晰，可扩展性强，容易适应需求变化，方便快捷的扩展新的测试项目和新的测试仪器，提高了测试系统开发效率；软件已完成多个卫星型号的200余台行波管放大器测试，节省了30%测试时间，显著提高测试效率。     

通讯用K波段20W空间行波管设计

文章介绍了K波段20W空间行波管的设计和测试情况.该行波管整管采用金属陶瓷封接结构、周期永磁聚焦、传导冷却、四级降压收集极、B J220标准波导输入输出,其主要参数为输出功率24W、增益≥45dB、总效率≥53％、相移＜40°.     

机载火控雷达行波管发射机的模块化设计

阐述了行波管发射机模块化的设计思想，以及根据该思路设计的某型机载火控雷达行波管发射机。根据我们掌握的资料介绍了几种国外机载行波管发射机的模块化设计思路以及特性对比。     

降低雷达行波管的相位噪声

雷达发射机上的行波管放大器（TWTA）对相位噪声性能有严格的要求。本文介绍了一种改进的锁相环反馈方法，使得在X波段中超过500MHz的带宽，在连续波（CW）模式中相位噪声降低大于20dB，在脉冲模式中相位噪声降低大于15dB。一个双平衡混频器与一个电压控制移相器一起补偿由雷达发射机中的主要相位噪声生成器-高电压电源（HVPS）所产生的相位噪声。     

行波管在轨可调高压数字化隔离控制电路设计方案

为了实现星载行波管放大器在轨功率和频率可调,需要遥控改变行波管的阴极电流和螺旋极电压。为了精准控制行波管的阴极电流和螺旋极电压以及控制灵活性,提出了用变压器隔离的串行数字化高压控制参考电压产生电路,电路通过传输两路脉冲信号：一路为开始和时钟复合脉冲,用于识别和准备接收数据以及分离时钟信号;另一路为数据信号,它是数字化的高电压值（对应螺旋极或阳极电压）。详细介绍了电路的组成、原理和参数设计方法,并用PSpice进行了仿真验证。仿真结果证明：电路能正确识别、接收和完成数据传输和转换功能。串行数字化高压隔离电路完全可以实现控制电压的精准传输,输出电压无纹波,控制方式灵活,易于调试。     

C-band FET power amplifier for TWTA replacement

The technology of gallium arsenide field-effect transistors has advanced to the point where these devices can serve to replace traveling wave tubes in spaceborne communication transponders.This paper describes interim results of a C-band FET amplifier which is currently being developed by RCA for INTELSAT. The FETA is designed to provide a 6-W output with an efficiency greater than 25%, and a backed-off 1.5-W output level with low distortion and efficiency of 13%.The third order intermodulation ($\text{C}\text{I}$) of a FETA at saturation is typically 15 dB as compared to 10 dB for a TWTA. At 10 dB input power back-off the $\text{C}\text{I}$ improves to 24 dB while that of a TWTA is only 16 dB.We fabricated a breadboard 5-W FETA which demonstrates that a linear operation can be achieved at an output level of 1.5 W with 10% efficiency. By contrast the efficiency of a typical 5 W TWTA in the same linear region is no greater than 3–5%.     

通信卫星灵活载荷技术综述

通信卫星逐步由高轨地球同步轨道卫星向高、中、低轨结合的全球覆盖卫星方向发展,多业务和多重覆盖的发展趋势对通信卫星的灵活性提出了更高的要求。通信卫星配备灵活载荷已经成为重要发展方向,对面向个人用户的高通量通信卫星及高、中、低轨结合的组网通信卫星来说尤为重要。配备灵活载荷的通信卫星能实现端到端业务,能灵活调整覆盖区,实现灵活组网,并提升资源利用率。分析了国内外通信卫星灵活载荷的发展动态,介绍了通信卫星灵活载荷的技术特点,并给出了有效载荷方案,最后阐述了通信卫星灵活载荷发展的关键技术及发展思路。     

高速16QAM数据传输技术研究

文章简要介绍16QAM技术及其性能特点,介绍国外16QAM技术的应用情况和最新技术,重点对TWTA非线性对16QAM传输影响进行仿真和分析;针对16QAM传输体制,提出减小非线性影响的方案,同时对16QAM需求和应用前景进行了分析。     

一类可伸缩挠性结构变参数实验系统

针对最近研制出的一类可伸缩挠性结构变参数实验系统，概述了其结构组成和关键技术指标，通过数学仿真与物理实验相比较的方式研究了系统的动态特性，并介绍了全物理控制实验的初步结果，由此证实了该系统的有效性。     

Moon first versus flexible path exploration strategies: Considering international contributions

This paper analyses potential future collaborative space exploration architectures in terms of 1) the technical capabilities of contributing partners; and 2) the constraints imposed by internal and international politics. We find that when international partners are considered endogenously, the argument for a “flexible path” approach is weakened substantially. This is because international contributions can make “Moon first” economically feasible; and characteristics of proposed “flexible path” approaches may preclude international involvement because of the disproportionate risk that those contributions inherently bear. This could have serious implications for future collaborations. We also note that while there are multiple feasible collaborative architectures, there is currently substantial overlap among the potential niche contributions identified by the international partners.     

星载TWTA备份环开关切换的遗传算法研究

通信卫星在轨运行时,行波管放大器发生故障,如何准确快速切换到备份放大器是卫星运营商十分关注的问题。文章提出了一种基于遗传算法的星载功率放大器的备份环开关切换方案,通过编码将开关及其位置信息融入染色体中,根据设计的适应度值计算来判断染色体即开关切换方案的优劣,采用选择-交叉-变异的循环来模拟生物种群的繁殖、竞争、淘汰、平...     

太阳帆结构分析

太阳帆是人类向太空发射的一种宇宙探测器。本文推导建立了太阳帆结构分析的理论方程组；利用数值计算方法进行了全结构分析；采用罚函数法，确定了满足各种技术条件下的转速及辐条长度之间的可用范围；同时，在引入某些假设的前提下，得出了方程组的近似理论解。它们为太阳帆强度分析、结构形状保持能力提供了论理基础，也为太阳帆的设计提供了依据。本文最后提供了某实际发射的太阳帆结构的分析结果。本文的分析手段可作为大型柔性结构分析的参考     

Parameters and Trajectory Overall Optimization Design of the Combined Cycle Engine Reusable Launch Vehicle

Reusable launch vehicle is an important way to realize fast,cheap and reliable space transportation.A combined cycle engine system provides a more efficient and flexible form of power.The investigation on the research status of the combined cycle engine technology,including basic principle,research programs and classification of structure is firstly discussed in this paper.Then the bilevel hierarchical and integrated parameters/trajectory overall optimization technologies are applied to improve the efficiency and effectiveness of overall vehicle design.Simulations are implemented to compare and analyze the effectiveness and adaptability of the two algorithms,in order to provide the technical reserves and beneficial references for further research on combined cycle engine reusable launch vehicles.