TE21模耦合器研究

TE21模耦合器是一种用于微波通信的高精度跟踪器件。文章给出了TE21模耦合器的工作原理、设计原理以及Ka频段TE21模耦合器的计算机仿真结果,并综合出TE21模耦合器工程设计的经验公式。     

圆波导TE11/TE21双模自跟踪馈源的研究设计

圆波导TE11/TE21双模自跟踪馈源作为一种重要的自跟踪馈源,具有低插入损耗、高G/T值和全极化跟踪的优点,在测控领域得到广泛应用。在叙述了设计该馈源的理论、过程和方法的基础上,给出了一个设计实例——S频段的TE11/TE21双模自跟踪馈源,仿真和测试结果基本一致。     

TE_（113）模波导侧壁耦合滤波器的研究

文章描述了一种侧壁耦合波导滤波器的设计方法,详细探讨了侧壁耦合结构,并在对侧壁耦合分析的基础上,使用CST软件仿真了一部TE113模侧壁耦合滤波器,实现了四阶椭圆函数特性,仿真结果与实测结果吻合良好。另外,对寄生耦合与简并模式耦合机构之间的关系也进行了深入探讨。     

基于平衡馈电的倍频程宽波束紧缩场馈源*

设计了一种工作在4GHz～8GHz的基于平衡馈电的宽波束中心脊喇叭馈源。馈源的中心脊为十字形,位于喇叭中心。四个同轴探针旋转对称分布,外导体连接喇叭壁,内导体与十字形中心脊的四个脊片分别连接,通过向正对的同轴探针馈入等幅反相的差分信号实现平衡馈电,抑制高次模的产生。中心脊波导喇叭截止频率较低的前三个模式分别为TE1 1模,TE21 L模和TE21 U模式,其中,TE11模是馈源的主模式。针对馈源的模式分布分析馈源具有宽带特性的原因。在喇叭口面位置加载三个优化设计的轴向波纹槽,获得稳定的宽波束辐射方向图。设计的馈源在频带范围内VSWR1.9,–3dB波束宽度51.5°,E面和H面交叉极化?30dB,相位中心变化0.32?(?为4GHz对应的波长)。     

C波段宽频带3dB微带交指耦合器

文中利用奇、偶模分析法，对所设计的Ｃ波段３ｄＢ微带交指耦合器进行了理论分析；用灵敏度分析法讨论了制造公差对该耦合器性能造成的实验误差。结果表明；在微波复合介质基片、上研制Ｃ波段３ｄＢ交指耦合器，只要妥善控制制造公差，同样能实现其宽频带性能．     

一种抑制微放电的宽带大功率定向耦合器设计

在卫星有效载荷系统中，3dB定向耦合器作为微波工程关键器件已得到广泛应用，而此类器件在太空真空环境中，常因真空环境下大功率工况引发的微放电效应形成谐振放电现象，影响耦合器性能与寿命，对于卫星系统日益增多的小型化及大功率需求，在器件设计时应充分考虑微放电效应并兼顾小型化要求，采用有效抑制手段以确保器件在轨稳定可靠。通过分析定向耦合器工作原理与不同结构耦合器之间的差异，阐述了真空环境下的微放电效应产生机理，针对性地采取基于奇偶模分析法的耦合线结构耦合器设计方法，选用高导热材料Rogers TC350+作为耦合器介质，利用软基板多层混压方式进行产品加工，通过仿真试验与真空环境实测，表明此类设计既具有体积小、重量轻的特点，又可有效抑制器件微放电效应，确保了耦合器的工作性能，满足卫星系统使用工况。     

一种S频段小型自跟踪馈源设计

为了使2 m小口径环焦天线具有S频段自跟踪功能,设计了一种小型化紧凑型馈源网络.该馈源和通道由4波束经电桥网络形成左右旋圆极化和信号,差通道由8波束经电桥网络形成左右旋圆极化差信号,和差信号共同工作实现馈源的自跟踪功能.实测结果表明,在2.2 GHz～2.4 GHz频率范围内,和通道回波损耗S11≤-23.32 dB,端口隔离≤-17.71 dB,和差隔离≤-46.03 dB,轴比≤0.65 dB,实测结果满足设计指标要求.整个小型化馈源网络横向尺寸≤250 mm,纵向尺寸≤420 mm,在小口径面天线中有效替代传统S频段圆波导TE21模自跟踪馈源,避免其尺寸大引起信号质量差的问题.     

一种S频段小型自跟踪馈源设计

为了使2 m小口径环焦天线具有S频段自跟踪功能,设计了一种小型化紧凑型馈源网络.该馈源和通道由4波束经电桥网络形成左右旋圆极化和信号,差通道由8波束经电桥网络形成左右旋圆极化差信号,和差信号共同工作实现馈源的自跟踪功能.实测结果表明,在2.2 GHz～2.4 GHz频率范围内,和通道回波损耗S11≤-23.32 dB,端口隔离≤-17.71 dB,和差隔离≤-46.03 dB,轴比≤0.65 dB,实测结果满足设计指标要求.整个小型化馈源网络横向尺寸≤250 mm,纵向尺寸≤420 mm,在小口径面天线中有效替代传统S频段圆波导TE21模自跟踪馈源,避免其尺寸大引起信号质量差的问题.     

一种Q/V频段天线馈源组件差模耦合器加工工艺方法

Q/V频段天线馈源组件差模耦合器结构较复杂,呈现集成化、小型化、多端口特点,对加工及装配精度要求较高,受现有工艺设备精度限制问题,加工难度较大.为利用现有工艺设备实现该产品封闭结构、多级小间隙配合、四通道精密对接加工及装配,介绍了一种Q/V频段天线馈源组件差模耦合器加工工艺方法.该方法基于工艺尺寸链理论,通过创新优化工艺尺寸链设计、修配法装配、交互式工艺流程设计等措施相结合,适当降低加工难度,利用现有设备可达精度进行加工,达到设计要求.该方法为类似具有多级装配且精度要求较高的产品工艺设计及结构设计提供新的思路.     

基于多物理场仿真的TE221温补滤波器设计技术

输出多工器是有效载荷转发器分系统的关键部件之一，其性能好坏决定了整个转发器分系统的性能特性。随着市场需求和航天技术的不断发展，对输出多工器的要求也越来越高。然而，针对输出多工器高温度稳定性需求，采用温补结构是国际上普遍采用的改善输出多工器温度稳定性的方法。文章以TE221的温补滤波器为设计原型，提出了应用多物理场仿真设计温补滤波器的方法。文中首先仿真设计了Ka频段的TE221模滤波器；然后仿真分析了影响温补特性的关键结构尺寸；最后，应用多物理场仿真的方法设计一种TE221模温补滤波器，该滤波器温漂系数小于1ppm/℃，其设计结果满足航天系统的应用。文章提出的设计方法适合任意结构形式的温补滤波器设计，并且该设计方法方便灵活、简单快速。     

毫米波多模单脉冲天馈系统的研制

为减小和差矛盾和完善毫米波多模自跟踪反射面天线的系统性能 ,在带宽范围内进行了矩形波导七模馈源的设计。矩形波导七模馈源的结构比较复杂 ,模比及相位难以控制 ,但采用理论计算结合 HFSS软件仿真的设计方法 ,仅需加工一次 ,即可得到满足要求的毫米波多模自跟踪馈源。对整个天馈系统的测试结果表明 ,与理论完全吻合 ,其工作带宽、旁瓣电平、零深、和差矛盾等指标都优于理论值     

光电耦合器高能质子位移辐射损伤效应评估

文章针对光电耦合器的空间辐射损伤效应,在国内首次开展了高能质子辐照对光电耦合器的位移损伤效应试验研究。结果表明:电流传输比是光电耦合器件位移损伤的敏感参数;相同质子等效注量辐照下,70 MeV能量的质子比191.17 MeV能量的质子对光电耦合器的损伤更严重;此外其他条件相同时,较大驱动电流下器件的位移损伤较小。文章还分析了引起光电耦合器件电流传输比退化的原因。     

一种X/Ka双频共用同轴馈源设计

针对深空探测通信的需求,提出了一种X/Ka双频共用同轴馈源设计。馈源由X频段圆极化器、X频段十字波导结、Ka频段圆极化喇叭等部件组成。馈源在X频段以同轴波导形式工作,在Ka频段以圆波导形式工作。从X频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成左旋圆极化波束,从Ka频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成右旋圆极化波束,从而实现双频双圆极化工作模式。对实际设计的馈源进行了仿真分析,结果表明:该馈源具有较好的阻抗特性和方向图特性,能够满足新一代深空探测双频通信的需求。     

一种多极化天线的设计

为了增强信道容量和提高极化信息利用能力,文章设计了一种多极化天线。首先,基于口径耦合馈电技术,优化设计了一种改进的H形线极化缝隙耦合天线;其次,在馈电层设计了单馈线和3dB分支线耦合器作为多极化天线的馈电电路;最后,通过不断优化设计,构建了多层缝隙耦合多极化天线,天线的线极化激励端口采用单馈线形式,左旋/右旋圆极化特性由3dB分支线耦合器来实现。对设计的多极化天线进行了制作和测试,测试结果表明,整个多极化天线的阻抗带宽为12.8%,线极化与圆极化端口之间的隔离度大于15.8dB,圆极化端口之间的隔离度在大部分频段内大于15dB,匹配和辐射特性良好。天线具备线极化、左旋圆极化和右旋圆极化3个极化特征,在雷达和通信领域具有一定的应用前景。     

同轴探针对称激励矩形波导模式谱图研究

通过理论分析证明，同轴探针对称激励矩形波导时，其模式谱图中不存在引起合成场结构不对称的高次模TE20及TE01模。应用分式线性变换检测法进行了对比测试，验证了理论分析结果的正确性。对聚四氟乙烯样品，在7—16GHz频带内测量其复介电常数均有较高的测量精度。实验表明，在一定条件下，标准三公分波导工作频率可高达16GHz，如果取波导宽窄边比r=3，工作频率可达19GHz。所得结果对于微波材料宽带测量具有实用价值。     

平面反射阵天线扫描特性的研究

对缝隙耦合平面反射阵天线的扫描特性进行了研究,给出了以弗洛盖模求解平面反射阵反射相位的理论思路。通过模拟计算得到了缝隙耦合微带贴片单元的反射相位曲线;计算了16元平面反射阵对平面波的波束扫描特性;具体设计了30个单元的平面反射阵天线。仿真结果证明平面反射阵天线可以实现±40°波束扫描。     

平行偏心同轴波导的数值模拟研究

文章采用高频仿真器（HFSS）数值模拟了平行偏心同轴波导,得到了偏心度为5%时,同轴波导TE11、TE21和TE31三种模式r和φ方向上的波导内的电场二维分布图,以及平行偏心波导本征值与平行偏心度之间的关系曲线。     

多星发射上面级变结构鲁棒控制

针对多星发射上面级释放掉1颗卫星后,因质心横移较大而产生质量不对称,通道间存在耦合的情况,提出采用变结构鲁棒控制的方法,使结构干扰和通道间的耦合对系统的影响衰减到一个给定的水平ρ,同时获得一个给定的H∞跟踪性能指标。理论分析和仿真结果表明,本文设计的控制系统对干扰和耦合量进行了有效的衰减,并使系统具有良好的鲁棒性。     

新型左右手复合传输线型3分贝平行线耦合器的设计

文章提出了一种新颖的一维左右手复合传输线结构,该结构更加紧凑,尺寸小。基于此结构所设计的3dB平行线耦合器可在宽频带内实现所要求的耦合度。通过实验仿真还可证明,通过改变单元结构级联的个数或调整耦合平行线的间距,在较宽频带内可以得到任意分贝的耦合度。     

设计定向耦合器的实用方法

介绍在设计定向耦合器时几个简易操作的准则，以及制作定向耦合器的范例。