小卫星“微型核”CMOS低噪声放大器的设计

卫星的小型化、低功耗和低成本的发展趋势,推动了对小卫星高集成度的研究。文章首先分析了小卫星"微型核"通信系统前端的结构;然后采用0.18μm CMOS工艺给出了工作在2.4GHz的单片低噪声放大器的设计。ADS仿真结果表明:电路的增益为14.878dB,噪声系数为2.781dB,功耗为14.44mW,输入三阶交截点为4.49dBm。     

基于噪声抵消技术的射频宽带低噪声放大器设计

基于SMIC 0.181μm CMOS工艺,设计一款可用于1GHz~2GHz射频接收机前端的低噪声放大器。放大器利用共栅结构实现输入阻抗匹配,采用噪声抵消技术实现低噪声,核心电路尺寸为600μm×650μm。仿真结果表明,在1GHz~2GHz频率范围内,输入反射系数小于-10dB,噪声系数低于3.63dB,输入1dB压缩点在1.414GHz为-6.93dBm,在1.8V电源电压下,主体电路的功耗为18.8mW。     

用于导航接收机的高线性度可编程增益放大器

针对导航接收机的系统要求,设计一个高线性度、宽增益变化范围由吉尔伯特电路和电流反馈放大电路组成的可编程增益放大器。放大器在SMIC 0.18μm CMOS工艺下实现,增益控制范围为-11dB～40dB,步长为1dB,3dB带宽为60MHz;当输出差分峰峰值为1V时,三阶交调失真在-65dB以下;电源电压为1.8V时,最大功耗不超过3.5mW。     

一种用于并行GPS接收机的1.1～1.7 GHz宽带低噪声放大器

介绍应用于并行GPS接收机系统的1.1～1.7GHz的宽带低噪声放大器。采用带有源级电感负反馈的cascode结构,输入采用前置切比雪夫3阶LC ladder带通滤波器展宽频带,并具有单端输入转双端输出的功能。该电路仿真基于SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺,结果表明,LNA带宽为1.1～1.7GHz,频带内输入回波损耗小于-10dB,功率增益大于14dB,带内噪声系数最小可达到3.2dB,输入1dB压缩点在1.36GHz为-6.35dBm。在1.8V电源电压下,主体电路消耗18mA电流。     

EHF频段低噪声放大器设计

EHF频段低噪声放大器是EHF频段接收机系统的关键部件。文章介绍了利用混合集成技术设计的43.5GHz～44.5GHz的低噪声放大器。该低噪放采用BJ400标准矩形波导作为输入输出端口,通过鳍线耦合实现了微带到波导的过渡,采用一种新型电路构型实现电路设计。从测试结果可以看出,采用对脊鳍线过渡方式的EHF频段低噪声放大器中心频率偏移到43GHz,在常温状况下,在42.7GHz～43.2GHz带宽内增益为19dB左右,噪声系数小于5dB。     

低压低功率SiGe BiCMOS X波段低噪声放大器与IEEE 802．11a LNA的设计比较研究

介绍了一种采用0．25um SiGe BiCMOS工艺集成的低压低功率X波段低噪声放大器（LNA），比较了此种放大器与IEEE 802．11a LNA的设计。X波段LNA和IEEE 802．11a LNA的工作频率分别为10GHz和5．8GHz。所设计的LNA都采用了相同的结构和电压，并耗费同量的电流。两种LNA都只需要1．5V的电压，消耗1．5mW的直流功率。两种电路的差异是它们有不同的输入与输出匹配和负载。本文介绍的LNA在10GHz时的电压增益为11．49dB，噪声系数（NF）为3．84dB，输入反射损失为-15.37dB，输出反射损失为-17dB，P1dB为-3．75dBm。在5．8GHz时的电压增益为16．07dB，噪声系数为3．07dB，输入反射损失为-18．1dB，输出反射损失为-15．23dB，P1dB为-6．54dBm。两电路的关键特征是：低压、低功率和良好的噪声匹配。频率为IOGHz和5．8GHz时，噪声系数与最小噪声系数之差分别只有0．03dB和0．05dB。验证了一种高频（X波段）低成本设计，与其他技术（如GaAs、SiBJT、JFET、PHMET和MESFET等）相比，它是在SiGe BiCMOS中设计的。     

用于GPS接收机的CMOS RSSI电路的设计

基于GPS接收机射频前端芯片组,设计一种采用SMIC 0.18μm CMOS工艺的限幅放大器和RSSI电路。电路采用差分结构,减小了电路中器件不匹配的影响。限幅放大器单元采用折叠共源共栅式折叠二极管负载结构,这种结构适合低电源电压工作,同时具有良好的工艺稳定性。直流偏移消除电路采用交叉连接的源极耦合对结构。仿真结果显示,在1.8V的电源电压条件下,限幅放大器增益70dB,带宽100MHz,RSSI的动态范围大于55 dB,线性误差小于1dB,总体功耗约为3.7 mW。     

雷达射频前端的仿真设计

采用自顶向下的设计方法,设计了工作于S波段的带宽为100MHz的雷达接收前端.使用Agilent公司的ADS微波设计软件对系统性能进行了仿真论证.分别设计了低噪声放大器、混频器、中频放大器模块,仿真结果均达到要求.前端仿真结果:增益大于75dB,噪声系数小于3dB,镜像抑制度为60dB,灵敏度为-90dBm,动态范围为50dB.     

应用于导航接收机的CMOS可变增益放大器设计

设计一种应用于COMPASS/GPS双系统兼容接收机射频芯片的CMOS可变增益放大器。放大器电路的增益由可变跨导和可变输出负载共同实现,并通过指数电压转换电路实现电路增益与控制电压的dB线性变化特性。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺库的仿真结果表明,在保证较小芯片面积及较低功耗的条件下,所设计的可变增益放大器实现了-95dB～32dB的宽动态范围增益控制。     

C频段低噪声放大器的设计

低噪声放大器是射频接收前端中的关键部件,它可以大大改善整个接收机的信噪比。介绍一种C频段低噪声放大器的设计过程,并且给出电路实测结果。该放大器由两级NEC的场效应管NE334S01级联组成,在ADS 2011中进行电路仿真,并依照仿真结果制作印制板图。放大器实物测试结果显示,在3.6GHz~4.2GHz范围内增益为(30±2)dB,噪声温度小于45K,输入、输出驻波比均小于1.5:1,达到了预期要求。     

Ku波段低噪声放大器的设计

设计一款Ku波段低噪声放大器,放大器采用两级PHEMT晶体管(VMMK1225)级联结构,单电源供电模式。应用微波仿真软件ADS对匹配电路进行优化设计,在11.7GHz～12.5GHz的工作频段内放大器噪声系数小于0.23 dB,带内增益大于31dB,输入、输出驻波比小于1.6。仿真结果表明,设计完全满足性能指标要求。     

一种基于NOMA的Q学习卫星通信随机接入方法

基于非正交多址接入(NOMA)的Q学习(Q-Learning)随机接入方法(NORA-QL)是实现物联网中海量设备泛在接入的一项有效技术.为了解决NORA-QL方法仍存在的传输能效和过载容量较低的问题,提出了一种适合卫星通信网络的改进方法(I-NORA-QL).针对传输功耗高的问题,I-NORA-QL利用卫星广播的全局...     

两种低噪声放大器性能对地面接收系统影响的分析

针对进口和国产低噪声放大器（ＬＮＡ）的增益和噪声温度指标，就中科院遥感卫星地面站运行接收系统的主要系统性能指标即Ｇ／Ｔ值和误码率进行了理论分析和实际测量。结果表明，国产ＬＮＡ比进口ＬＮＡ的增益提高９．８ｄＢ，噪声温度降低４Ｋ，接收系统增益改善约０．２５ｄＢ／Ｋ，１０－７误码率对应的Ｅｂ／Ｎ０改善约０．７ｄＢ。     

低成本卫星测控系统性能改进方法研究

首先针对TLE更新不及时、轨道递推准确性低的问题,提出低成本卫星测控系统(LCTTC)采用卫星GPS实测数据修正站心坐标系下目标轨道方法,提高跟踪精度;其次利用接收机的RSSI功能,给出了远程获取无人值守LCTTC灵敏度、评估其性能的方法,以及获取信噪比、发射功率等状态信息的方法,对卫星实时任务过程进行监测和异常诊断,减少了故障排查时间。     

低轨卫星高能效载波功率资源联合调度算法

结合多波束低轨（multi-beam low earth orbit, MB-LEO）卫星通信场景，研究了一种多目标载波功率联合优化（joint subcarrier scheduling and power control resource allocation, JSSPC-RA）算法。通过求解整数混合规划非凸优化问题，得到了不同通信需求下MC-DS-CDMA子载波和子载波功率的联合调度方案，实现了系统用户未满足容量和卫星总功耗的最小化。仿真结果表明，相对于传统的载波功率均分策略，JSSPC-RA算法能够在满足系统吞吐量需求的前提下大幅节省卫星总功耗；同时，通过调节权值系数，JSSPC-RA算法可以生成用户吞吐量需求与卫星总能耗折中的系统设计方案，适用于频谱、能量资源高度受限的MB-LEO卫星系统。     

地磁扰动期间低轨目标轨道预报的误差修正

针对地磁扰动期间大气密度变化造成的低轨目标较大的轨道预报误差,提出一种根据POES卫星观测的极光能量注入数据改进短期轨道预报的方法。分析表明CHAMP卫星的沿迹大气密度及轨道衰减与极光能量注入具有较好的相关性。通过线性回归方法,建立轨道半长轴衰减及阻力调制系数的修正公式,并使用修正后的阻力调制系数取代两行元(TLE)中的该系数带入SGP4模型进行位置预报。该方案考虑了外推过程中地磁扰动引起的大气密度响应,能更准确地反映外推过程中大气阻力对轨道的影响。将其应用到2008年CHAMP卫星和国际空间站的轨道预报中,结果表明,半长轴和位置的预报误差可分别降低50%和30%左右。进一步对不同年份、不同轨道高度的目标进行了预报误差修正的分析,验证了该方法的普适性。     

深空通信中的一种级联编码调制及其迭代接收

在深空通信中,由于通信距离大幅增加,通信信号的自由空间传播损耗很大,提高系统的功率利用效率是深空通信系统设计需要考虑的重要问题之一。提出了基于LDPC码和FQPSK调制的级联编码调制体制,首先提出该编码调制体制的系统模型,通过修改相应的算法给出适合FQPSK的迭代解调解码算法,通过计算机仿真分析了该体制的误码率性能。研究结果表明：该体制利用FQPSK的恒包络特性克服信道非线性问题并使功放工作在饱和区,利用LDPC码实现低信噪比通信,同时在接收端通过迭代解调解码获得增益,从而能够缓解深空通信中由于传输距离过远而带来的极低信噪比通信问题。     

基于RJ-MCMC的DS-CDMA信号扩频码与信息序列盲估计

针对非合作低信噪比环境下的DS-CDMA信号参数估计问题,在分析信号模型的基础上,提出一种基于可逆跳跃的马尔科夫链蒙特卡罗(RJ-MCMC)扩频序列和信息序列联合估计算法。该算法通过建立信号参数和用户个数的联合后验分布模型,迭代抽样得到待估分布的样本,并有效地在不同维数的子空间中跳转,从而构造一条马尔科夫链,使其平稳分布为待估参数的后验分布。仿真结果表明,该算法在功率相同和不同的条件下均能适应较低的信噪比,并且对不同的用户个数具有较强的适应性,同时算法的估计性能相对现有的方法也有很大的改善。     

CO2用于气动弹射的可行性分析

针对传统气动弹射介质空气做功能力不足的问题,提出采用CO_2作为新型气动弹射介质。基于质量守恒和能量守恒定律建立了以CO_2为弹射介质的弹射热力模型,并使用该模型对比分析了CO_2和空气作为弹射介质对于弹射性能的影响。得到了弹射过程中高低压室内介质状态以及飞行器运动参数的动态变化过程。与空气相比,CO_2具有更大的做功能力。相同的热力状态下弹射相同质量的飞行器,使用CO_2可获得更大的出筒速度。CO_2作为弹射工质对于大质量的飞行器优势明显,在不减小出筒速度的情况下,使用CO_2可使负载质量提升50%以上,验证了CO_2作为弹射工质的可行性。     

基于MAP估计和广义高斯MRF的SAR图像边缘比率检测方法

SAR图像极低的信噪比以及乘性噪声给SAR图像的边缘检测带来了较大的困难。提出了一种针对SAR图像边缘的自适应贝叶斯检测方法。该方法利用广义高斯马尔可夫随机场作为局部均值的先验概率分布模型,利用贝叶斯准则推导了局部均值的最大后验概率估计。广义高斯马尔可夫随机场模型参数估计和局部均值估计采用联合迭代技术进行求解。边缘检测器的参数采用接收机操作性能曲线和卡方检验进行选择。基于实测SAR数据的仿真实验结果表明,本文的边缘检测算子是有效的,并优于已有的SAR图像边缘检测算子。