导航卫星天线收发系统耦合分析与仿真

导航卫星天线系统由接收天线系统和发射天线系统组成,发射天线系统为多频段工作模式。接收天线系统为单频段工作模式。当多个频段的信号经过发射天线系统后的三阶无源互调产物落入接收天线系统工作带宽内时,如果无源互调电平大于接收信号电平,则将严重影响导航卫星接收系统的正常工作。为此,应尽量提高发射天线与接收天线之间的隔离度,使已产生的无源互调电平得到有效衰减,从而不影响正常接收信号的工作。文章从微波网络JS散射矩阵出发,结合电磁场专用软件,给出了两种卫星平台上的发射和接收天线之间隔离度的仿真分析结果,为导航卫星天线布局提供依据。     

基于耦合结构的双向可调无源互调参考源

文章针对无源互调测试领域中亟待解决的无源互调仪器测试校准问题提出了一种基于二极管非线性的人工可调互调参考源设计方法,该种结构使用新型的功率耦合电路网络实现了在双端口双向状态下同时输出可控的无源互调参考信号,两种验证拓扑均可在双路43dBm 载波激励情况下产生小于-110dBm 的可调三阶交调。这种被验证的双路互调参考输出结构在保留反射互调校准功能同时使得传输互调校准也成为可能。针对不同的测试需求还可以通过改变电路结构实现不同的互调调节区间,从而满足不同的互调动态范围的测试需求。在实际互调测试过程中,通过将该人工互调源接入测试回路同时调整偏置电压值,可实现在线的动态互调参考发生及互调测试仪器校准。该电路结构及基于该种结构的校准方法将有助于分析无源互调测试系统的误差水平并进一步指导提高互调仪器的测试准确度。     

一种基于偶极子近场耦合法测量无源互调的方法

无源互调（PIM，Passive Intermodulation）是影响微波通信系统可靠性的关键问题之一。该文提出并实现一种利用近场耦合原理诊断接触结构待测件的PIM测量方法。该测量方法通过缝隙波导激励开口缝隙附近的接触结构，并同时在波导端面接收所产生的PIM信号，从而能方便地对不同物理接触状态的接触结构的PIM产物进行测试分析。并应用电磁商业仿真软件CST对PIM测试工装进行仿真验证，结果与基于偶极子的理论分析结论一致。最后利用铝合金接触结构开展了实验验证研究，获得了三、五阶PIM产物随载波功率的变化特性，实验验证了三阶和五阶PIM产物之差随载波功率降低而增大的变化规律。     

非接触式低无源互调温箱穿仓接口技术

高低温循环状态下的无源互调（passive intermodulation, PIM）检测是全面评估航天微波产品PIM性能的必要手段，传统的温箱穿仓波导连接方式在温循PIM检测中时常出现因应力、温变等因素导致检测系统残余PIM恶化的问题，严重影响检测灵敏度和检测效率。针对此，提出一种非接触式低PIM温箱穿仓接口技术。在温箱穿仓部位利用非接触电磁屏蔽原理构建非接触式端口，避免了不良电接触，以实现温箱内外快速稳定的低PIM电连接。理论分析了其中非接触结构的PIM抑制特性，针对Ku频段应用设计研制了温箱穿仓接口并开展了实验验证，实测在长时间温循状态下系统3阶残余PIM＜-140dBm@2×100W，获得了稳定的低残余PIM特性，大幅提升了PIM检测性能和检测效率，可广泛推广于各类PIM检测系统应用中。     

非接触式低无源互调波导滤波器

无源互调(passive intermodulation, PIM)是微波部件及系统中一种常见的非线性干扰,对卫星及地面通信均有着普遍影响。不良金属电接触所导致的接触非线性是PIM的主要根源。将间隙波导技术原理与PIM问题相结合,提出通过非接触电磁屏蔽消除微波部件中的金属接触,实现了稳定高效的PIM抑制效果。首先以槽间隙波导为例,开展了非接触式波导传输线的PIM实验研究,进一步采用串联短路枝节结构,设计研制了一种Ku频段非接触式波导低通滤波器。实测结果显示,非接触式滤波器在具有优秀电磁传输性能的同时,其PIM电平基本保持在测试系统残余PIM电平附近,且不受表面处理及连接力矩影响,获得了稳定的低PIM特性。该工作可为低PIM微波毫米波部件及系统设计实现提供一种新的思路。     

大功率条件下的无源互调干扰问题综述

随着各类无线通信系统朝着高功率发射机、高灵敏度接收机的方向进一步发展,以及各类无线应用的日益增多导致频谱资源日趋紧张,这使得无源互调问题越来越引起人们的重视。文章系统论述了国外无源互调领域的研究情况,包括无源互调的测试研究、频谱算法研究、多种典型微波器件的无源互调研究,并在此基础上对无源互调产生的物理机制研究进行了综述分析。最后,展望了该方面未来的几个关键研究方向。     

印刷电路板无源互调机理研究进展

当前印刷电路板广泛应用于现代电子设备中,通信频率、功率和数据信号容量的增加对基于印刷电路板的设备的无源互调性能提出了极其严格的要求。文章综合论述了国内外印刷电路板无源互调问题的研究现状,从电路板涉及的相关无源互调机理研究出发,梳理了目前印刷电路板中无源互调机理研究的经典建模,并进一步总结了当前印刷电路板无源互调测试的热点研究方向。文章从印刷电路板材料的选择及平面电路的设计方面综述了无源互调抑制方法。将为之后工程应用中无源互调机理的研究和建立无源互调分析的非线性模型提供技术参考。同时在建立高精度无源互调测试平台,进行无源互调定位与诊断技术研究,建立无源互调预测和验证平台方面也有重要的参考价值。     

C波段卫星天线无源互调的性能验证

无源互调是在大功率条件下,由于微波无源部件的非线性产生互调产物的现象。文章针对C波段收发共用天线,进行了无源互调的风险分析,确定了性能指标,并给出了无源互调的测试方法、测试框图和测试结果。     

辐射场中金属接触非线性源的无源互调仿真方法

文章提出并验证了一种可以预测被天线接收的金属接触无源互调(passive intermodulation,PIM)幅值的仿真方法。把辐射场中的金属接触界面设置为非线性电流源离散端口,以该非线性电流源作为激励源通过CST场仿真能够获取天线接收端口的PIM响应。通过少量PIM测试结果可以仿真提取待测样(device under test, DUT)的非线性参数,进而仿真预测DUT在辐射场中任意位置的PIM响应。针对铝合金金属接触DUT,首先采用方同轴缝隙天线测试辐射场中某一位置的三阶PIM(third-order passive intermodulation, PIM3)幅值,其次基于场仿真提取了非线性电流源的三阶非线性参数,最后利用确定的非线性电流源仿真预测辐射中不同位置处的PIM3响应,仿真评估和实验测试结果一致。文章为辐射场复杂场景中金属接触PIM的评估及其非线性参数的提取提供了一种可靠且方便的途径。     

通信系统无源互调抑制技术研究进展

介绍了无源互调的概念及其对通信系统的危害，梳理了无源互调的产生原因及影响因素，重点总结了近几年无源互调抑制技术的研究进展。从无源互调的抑制优化逻辑中的工艺新方法方面总结了一般的优化抑制方法，进一步还针对新兴的无源互调抑制优化中的数字域以及模拟域对消问题进行了回顾和对比。从互调生成建模、无源器件的低互调设计、互调信号数字域优化、互调信号模拟对消等方面全面综述了无源互调失真抑制和优化的方法，并展望了无源互调抑制技术的研究趋势。     

高低温环境下测试卫星天线无源互调的系统

随着卫星通信大天线技术的快速发展,收发共用技术在卫星中得到了广泛的应用,高低温环境下的无源互调性能问题成为关注的重点.目前从设计角度通过仿真和计算解决温度对无源互调性能影响有局限性,为了提高在轨天线工作性能可靠性,在高低温环境中测试无源互调性能是一项有效的措施.研究开发了两种在高低温环境下测试PIM的测试系统,同时给出...     

近场分析法在航天器磁测试中的误差因素及精度评估

航天器磁性测量误差因素及精度评估与航天器结构尺寸、磁矩量级、内部磁性分布特征,以及所用的磁测试方法和测试设备等有密切关系。近场分析法是航天器磁偶极矩测定中经典有效的测试方法。文章就该法在航天器磁测试中的系统误差、随机误差因素及精度评估逐一进行详细论述和深入剖析;针对中大尺度航天器正置态磁测试中垂向磁矩测试结果存在的误差,提出提高测试精度和改进误差评估的有效方法和措施;给出航天器磁测试有效性综合评估的基本条件和评判标准,得到不同尺度航天器磁测试误差的预估参考范围。文章所述航天器磁测试误差因素及精度评估技术对于提高航天器磁测试精度、有效控制航天器磁性具有指导意义。     

用于热真空环境下整星微波无线测试的低PIM吸波热沉研制

随着通信卫星技术的发展,收发共用已成为通信卫星有效载荷常用的设计方法,在这种情况下,无源互调(passive intermodulation,PIM)问题就显得尤为突出。为了完成整星及转发器分系统在热真空环境下的PIM指标测试,利用碳化硅吸波材料研制了一种低PIM吸波热沉,并利用该吸波热沉建立了指标小于150 dBm的低PIM测试环境,同时兼具热流模拟功能和微波功率耐受能力。在热真空环境下圆满完成了国内首次有整星参与的微波载荷无线PIM测试试验。     

基于修正模型的天线指向误差统计特性分析

作为评估天线性能的重要指标之一,天线指向精度直接影响着天线的跟踪观测性能。为了适应任务需求,提高天线及星地链路分析精度,本文基于指向误差修正模型对模型各分量的影响因素含义进行了系统分析,并定量研究了各个分量对指向误差的影响。基于各模型参数的分布特性,提出了一种指向误差概率分布模型,进一步完善了天线指向误差分析计算方法,最后利用天线的典型参数分析计算了天线指向误差角近似满足修正瑞利分布下的特征,可为后续星地链路统计分析提供参考依据。     

基于小波神经网络的PIM功率时间序列预测

无源互调（passive intermodulation，PIM）是影响通信系统性能的关键因素之一。研究表明，PIM信号并非一个定值，而是随时间变化的非平稳信号。基于PIM功率信号的时间序列特性，文章提出基于小波神经网络的PIM功率时间序列预测方法。首先，详细介绍小波神经网络预测模型及其预测方法；其次，以同轴连接器为验证对象，通过PIM实验测试系统获得3阶PIM功率的时间序列；最后，依据获得的PIM功率时间序列，结合构建的小波神经网络预测模型对后续的时间序列进行预测分析，并将预测结果与实验结果进行比较，从而验证小波神经网络在预测PIM功率时间序列方面的有效性。该研究对于开展PIM抑制技术具有一定的参考价值。     

运载火箭精度评估的Bayes异质先验融合方法

为充分利用运载火箭观测中的不同观测空间和过程的信息来进行精度评估，针对该背景建立了异质先验融合的数学描述。研究了飞行试验中不同观测空间和过程的异质先验信息和数据，基于不同观测过程的解析关系，将间接过程的先验和观测数据算出的后验分布转换成落点观测空间上的先验，与原落点的先验进行了最大熵加权融合，得到混合后验分布，从而结合落点观测数据给出评定结果。在无法解算出精确的制导工具误差系数的情况下，这种方法充分利用了弹道跟踪数据、工具误差系数的地面测试先验值、落点先验及落点数据，稳健性更好，准确性更高。     

寿命型产品定数截尾可靠性鉴定试验方案

寿命型产品定数截尾试验方案的研究较少。首先从理论上证明了寿命服从指数分布的产品,无论对定数截尾试验中的故障产品是否用新产品替换,其鉴定试验方案的设计公式完全相同。之后推导出了同时能满足检验上限、检验下限、生产方风险、使用方风险要求的定数截尾鉴定试验方案设计公式,并用GB 5080.7中的数据验证其正确性。给出了指数寿命型产品定数截尾试验中的接收概率公式,并推论出同一产品在不同试验方案的鉴定结果可能完全相反。最后,建议在鉴定试验前尽可能知晓产品的可靠性水平,从而可有目的选择或设计试验方案,以求产品高概率通过鉴定试验。