Q/V频段波导传输系统电磁损耗研究

在规划通信卫星有效载荷Q/V频段频率时,波导传输系统损耗已经成为影响系统噪声系数、接收品质因数G/T以及发射EIRP的关键因素,对其研究具有具有重要的工程应用价值.本文在研究电磁波传输系统边界效应的基础上,一方面提出趋肤深度与金属镀层相关联的理论,依据该理论总结出通信卫星使用频段与波导金属镀层的典型对应数据,用于指导工程制造;另一方面通过衰减系数与表面粗糙度的关系,探讨了表面粗糙度对电磁损耗的影响,提出基于Huray模型模拟金属表面微观形貌,用于仿真分析Q/V频段波导损耗.并就仿真分析数据与实际测试数据进行比对,获得了良好的一致性.     

毫米波段多层介质型频率选择表面设计与仿真

针对准光学馈电网络系统对高性能频率分离器件的需求,研究了一种工作于毫米波段的多层金属微结构介质型频率选择表面(FSS),可透射183GHz频段反射118GHz频段电磁波。设计了一种基于多层金属结构的介质型太赫兹FSS,由在多层Mylar膜(介电常数3.0,损耗正切值0.001)间镶嵌多层基本单元为方孔结构的金属铜,中心频率位于183GHz附近,对频率175~191GHz的电磁波表现为透射性,对112~124GHz的电磁波表现为反射性。用CST MWS软件仿真分析了介质层(Mylar胶)厚度和金属层数对频率选择表面传输性能的影响,并对结构参数进行优化。结果表明:当介质层厚度100μm,金属铜8层,周期306μm,线宽20μm,金属厚度20μm时,频率选择表面在相应频段内的插入损耗与反射损耗均小于0.3dB,同时118GHz处隔离度大于22dB,各项传输性能完全满足设计指标要求。     

频率偏置对Ka频段圆极化频率复用数传链路的影响

采用国际电信联盟(ITU)的星地链路计算模型,仿真分析Ka频段双圆极化频率复用(简称"圆极化复用")链路可用情况随2个正交射频通道载波中心频率偏置量变化的关系,得出特定链路可用率下频率偏置量与临界接收仰角的定量关系。在此基础上,为了综合衡量频谱利用情况,提出有效频带利用率指标,并依据此指标对地面站的利用方案进行尝试性设计,以达到优化利用频谱资源的效果。研究结果表明:中心频率偏置量与有效频带利用率是对立统一体。增大中心频率偏置量,在特定链路可用率下可增长数传弧段,进而改善链路可用情况,但无法获取最大有效频带利用率。当载波中心频率偏置量为零时,通过选择合适的链路可用率可实现最大有效频带利用率。文章采用的分析方法和提出的有效频带利用率指标,可推广到其他频段的星地数传链路分析中,为Ka频段星地数传系统设计提供参考。     

精加工模具内腔任意形状金属表面专用磨具的研制

一、前言 任意形状模具内腔金属表面通常是由数控铣床或仿形铣床进行粗加工的。在任意形状的金属表面上若有着Rmax大于30微米周期性的表面粗糙度时,则这种粗糙度称为“周期进给条纹”,而去掉这种条纹可得到一种Rmax小于5微米的精确表面。在精加工时,这种精确的表面由技术熟练的机工通过手工研磨可得到Rmax小于0.3微米的镜面。     

基于频率选择表面(FSS)技术的微小卫星隐身天线罩设计

天线是卫星的强散射源,降低天线的RCS是卫星隐身设计的重要研究课题之一,本文提出了一种基于频率选择表面技术的微小卫星天线罩设计方案,可有效降低卫星天线的RCS。首先针对隐身天线罩设计要求,设计天线罩壁,包括各层介质的介电常数、厚度等。然后设计附着在罩壁上的FSS屏。进一步制作天线罩实物,通过在微波暗室进行天线罩扫频测试,实际测量该天线罩的频率响应特性,并测试星上天线方向图。结果表明,本文提出的天线罩设计可满足微小卫星天线在给定频段的阻带特性,并保持在给定正常工作频段的通带特性,说明该微小卫星隐身天线罩设计是有效的。     

EW射频隐身系统频率选择表面电磁散射参数的测量

频率选择表面(FSS)技术为电子战射频隐身提供了新的实现技术途径,散射参数的测量验证是射频隐身系统FSS设计的关键环节.针对非理想测量环境,以一种小型化带阻频率选择表面为例,提出了一套频率选择表面散射参数的测量和校准方法,有效消除了测量中信号的衰减、测量天线间的耦合以及信号多径传播等对真实结果造成的影响,使之尽可能接近在理想环境中的测试结果.该方法极大改善了周期性人工电磁结构散射参数测量对环境的依赖,降低了射频隐身FSS设计的研发成本,在电子战领域具有良好的应用前景.     

基于双谐振棋盘式超表面的宽带RCS缩减技术

为实现宽频带的雷达散射截面（RCS）缩减效果，提出一种基于棋盘式超表面的RCS缩减技术，可达到宽带RCS缩减且极化不敏感的效果。介绍了提高RCS缩减带宽的原则，设计了X波段的棋盘式超表面，通过电磁散射对消技术，电磁波经超表面反射后分散向不同的方向，实现了异常反射从而降低RCS。与普通棋盘式超表面不同，为了克服一般超表面都有的相位收敛问题，提出了双谐振棋盘式超表面，即用两种谐振频率不同的结构组成双谐振单元结构，使单元具有均匀相位差的频段得以拓宽，从而扩展了超表面的缩减带宽，实现了10 dB缩减带宽达到8 GHz~14.5 GHz且极化不敏感的效果，通过仿真证明双谐振棋盘式超表面可以实现宽频率范围的RCS缩减效果，且极化不敏感。     

一种星载V频段接收机的设计

随着高通量通信卫星系统发展,为了获得更多的频率资源,系统工作频段开始向频率资源丰富的Q/V频段过渡.为了满足通信卫星系统对微波接收机向V频段的发展应用需求.文章给出了一种星载V频段接收机的设计和工程实现方法.设计基于多芯片组件技术,通过对毫米波频段电路的精确仿真,将多种功能芯片封装在同一射频管壳中,实现了设备的高集成度;通过对毫米波频段星载接收机的稳定性设计、宽带互联设计等整机集成设计技术的研究,实现了设备的高稳定性;首次使用基于MHEMT低噪声工艺的微波单片集成电路芯片(MMIC)使得设备具备低噪声特性.研制的V频段接收机的工作带宽达到2.5 GHz,是现有通信卫星载荷中带宽最宽的接收机,噪声系数小于3.5 dB,满足系统使用要求.该V频段接收机是Q/V馈电载荷的关键设备,实现了对未来高通量通信卫星重要的技术储备,可广泛应用于各类通信卫星系统.     

柔性双频段频率选择表面膜的模块化设计

本文设计了一种柔性双频段极化无关的频率选择表面膜，应用在玻璃表面形成频率选择性玻璃，用来屏蔽常见的Wi Fi等在公共且免费使用的微波频段的信号。所设计的结构工作频率分别为2.45GHz和5.5GHz。在工作频点处对电磁波的吸收能达到40dB。能够有效的阻止太空发电站的微波能量传输信号和室内Wi Fi信号的相互干扰问题。另外，分析了结构的几何参数和入射角度对结构吸波特性的影响，在入射角达到度45°时，仍具有良好的屏蔽效果，说明这种柔性膜可以应用在非平面的场合下。并用等效电路模型对结构进行分析，详细的介绍了等效电路元件参数的计算过程，之后用电子辅助设计软件进行电路仿真，电路仿真的结果和全波电磁仿真软件仿真结果一致。所设计的结构改善了之前频率选择表面一体化设计，透光率差和制造成本高的问题。透光率达到91%。此外所设计的结构是一种具有柔性的模块化薄膜结构，现实中安装实现起来更加的方便。     

磁流变Stewart隔振平台H∞半主动控制研究

为改善星箭界面低频振动环境,采用磁流变阻尼器作为半主动控制元件,设计六杆Stewart隔振平台,替代原有锥壳过渡支架。采用牛顿-欧拉法建立整星隔振平台动力学模型。针对星箭界面低频振动环境在特定频段振动量级较大的特点,采用H_∞控制进行控制器综合,通过选择合适的加权函数,对特定频段振动进行重点衰减。磁流变阻尼器采用双sigmoid模型,并设计新型半主动控制策略,跟踪期望阻尼力。仿真结果表明,相对传统控制方法,H_∞半主动控制在特定频段减振效果较好,且在其他频段控制效果没有恶化,验证了算法的有效性。     

S波段准椭圆响应带通频率选择表面设计研究

频率选择表面（Frequency Selective Surface,FSS）在多个领域中具有重要应用价值。通过两层双行为谐振器的双方环FSS级联,实现具有准椭圆响应的FSS,不同于传统的巴特沃斯与切比雪夫型。仿真结果表明,FSS在S波段、通带至阻带单侧过渡带宽为350 MHz。设计结构与同通带二阶巴特沃斯滤波器相比,过渡带减小了30%,与三阶巴特沃斯滤波器过渡性能一致。全波仿真结果表明,设计结构工作在S频段,实现了准椭圆响应,并具有良好极化稳定性与角度稳定性。     

关于靶场遥测频段问题

本文首先介绍六种频段的划分方法、无线电频段的有关使用标准和使用规定,然后介绍国外靶场遥测频段使用情况和国内靶场遥测频段使用情况。接着,定性分析了无线电传播特性与频率的关系以及信道容量、目标捕获、跟踪性能、天线低仰角工作性能、弹(星)上天线尺寸与频率的关系。在此基础上,对 C、S、P 频段从各个不同角度进行比较,指出它们的长处和短处。在综合对比以后,作者提出我国靶场遥测频段选择的初步意见、即常规武器靶场主要使用 S 频段;卫星遥测除继续使用 C 频段外,应开辟 S 频段;再入遥测宜采用 S 频段,主动段遥测除继续使用 P 频段外,应立即开辟 S 频段。     

毫米波雷达的原理与应用(一)

历来最为流行的雷达工作频率都在电磁频谱上约300兆赫和35千兆赫之间,这一区域基本上包括了特高频和超高频段。然而,除远程超视距雷达以外,大多数现代雷达都工作在特高频段的高端,更为可能的是工作在超高频段的某些频率上,典型值在1千兆赫和35千     

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。     

激光对金属材料表面处理

国外激光对金属作表面处理有五种类型。其中,相变硬化使金属表面形成具有高应力的硬而脆的畸变晶格结构;表面均匀化在于溶解金属表面所有晶相并快速淬火使晶相不能明显地区分;表面玻璃化处理的金属表面呈玻璃态结构;激光喷镀粉末喷入由激光熔化的表层中;表面合金化使气体与金属结合生成氮或碳等化合物。处理结果可经济有效地提高材料表面层的硬度、耐磨性、耐蚀性。     

基于雪崩二极管的太赫兹高次谐波混频器

文章介绍了一种基于雪崩二极管的太赫兹高次谐波混频器。雪崩击穿效应中的非线性特性能够引起高次谐波的频率变换效应。这种特性使雪崩二极管能够应用于毫米波及太赫兹频段的高次谐波混频。文章基于雪崩击穿效应中的非线性特性产生高次谐波的频率变换效应,提出将雪崩二极管应用于太赫兹频段的高次谐波混频,并从理论上分析高次谐波特性及其电路结构。16次谐波混频器获得了15dB的变频损耗,实验结果表明雪崩管高次谐波混频技术是一种极具应用价值的技术。     

V 频段卫星通信天线捕获跟踪系统研究

随着卫星通信向大容量、网络化发展,Q/ V 频段逐渐应用于卫星通信的星地馈电链路和星间链路。为了掌握Q/ V 频段卫星通信技术,课题开展了频率较高的V 频段卫星通信天线捕跟系统研究和关键单机研制。由于V 频段天线波束窄,天线指向精度要求高,课题选择了程控+自动跟踪的天线指向控制方法,天线捕获跟踪采用单通道单脉冲体制方案。针对V 频段1. 8m 天线,解决了反射面赋性设计、精加工和形面精度测试,馈源小型化、精加工和装配,以及天线增益测试等难题。解决了V 频段单通道调制器芯片电路稳定工作和参数优化方法,实现了低噪声、高增益和高的和差通道隔离特性。在单机研制基础上,搭建了V 频段天线捕跟系统,通过外场捕获跟踪试验,获取了V 频段卫星通信天线捕跟系统关键参数:天线增益大于56dBi,低噪放噪声系数小于4. 2dB,自跟精度优于0. 05°。通过课题研究,验证了天线捕跟系统优良的跟踪性能,突破了V 频段关键单机设备研制技术,为后续型号应用积累了工程经验。     

S频段输出滤波器

S频段输出滤波器为具有低插员的大功率滤波器,其主要功能是对大功率微波信号进行滤波,以极低的插损来通过某一频率范围内的信号,并对另一频率范围内的信号进行衰减。     

一种高性能Ka频率综合器设计与实现

某航天测控系统中Ka下行链路对频率综合器的各项性能指标提出了很高的要求。在设计中,采用对参考频率、L频段本振、S频段频综和Ku频段频综分别设计的方案,综合考虑多种因素,充分利用锁相环、DDS、窄带VCO和正交混频等技术的优势,最终实现了对频率的精确控制、精密步进和良好的相噪特性。     

基于椭圆孔阵列的频率选择表面研究

针对准光学馈电网络系统对频道分离性能的要求,研究了一种工作于毫米波、亚毫米波的无介质支持的双层金属椭圆孔阵列频率选择表面。其在反射通道中反射54GHz和89GHz 2个信号的电磁波。在透射通道中,对165GHz和183GHz 2个通道的信号是透明的。使用模式匹配法仿真分析并设计频率选择表面,结果表明:当入射角度为18°时,2个反射通道中双极化的插入损耗小于0.1dB,2个透射通道的双极化插入损耗不大于0.6dB,各项指标能满足频率选择表面在通道引入的插入损耗不大于0.8dB的要求。此外,通过蒙特卡罗法分析加工误差对频率选择表面性能的影响,根据指标要求给出加工精度的下限,为实际加工提供数据支持。