星载L波段宽带低噪声放大器芯片设计

基于0.25μm 砷化镓赝品高电子迁移率晶体管（GaAs pHEMT）工艺，设计了一款应用于星载微波接收机的L波段单片微波集成电路（MMIC）低噪声放大器（LNA）。该低噪声放大器采用电流复用拓扑结构，降低了芯片的工作电流，节省了宝贵的卫星能量资源；通过两级负反馈方式优化了器件的稳定性和增益平坦度，提高了卫星通信质量；恒流源的偏置结构使得工作电流随工艺波动较小，芯片维持在稳定的工作状态下。测试结果表明：该放大器工作电流为35mA，在频率范围0.9~1.8GHz内，增益大于33dB，噪声系数小于0.6dB，增益平坦度小于0.5dB；芯片尺寸为2.0mm×1.3mm，满足航天产品的高性能小型化应用需求。     

卫星导航有源接收天线噪声温度测量

卫星导航有源接收天线的噪声温度是导航接收系统的关键技术指标之一。针对卫星导航有源天线总体噪声温度无法测量的问题，研制了两台口面型噪声源，口面噪声源主要由辐射体、辐射体物理温度控制和温度测量仪等组成。两个口面噪声源在L和S波段分别提供高低温标准噪声温度，采用Y系数测量方法测量有源接收天线的总体天线噪声温度。测量了某卫星导航有源天线的总噪声温度，在(1.19～1.29) GHz的频率范围内，中心频率1.24 GHz上噪声温度测量结果为206 K，但是在1.266 GHz频率点上噪声温度测量大于4 000 K，说明天线与滤波器之间、滤波器与放大器之间存在设计问题或其它问题，体现出测量有源天线噪声温度的必要性。     

基于HEMT的单片微波集成放大器设计

 介绍了S波段单级单片微波集成放大器的设计方法,电路核心为高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor, HEMT).针对在该波段高电子迁移率晶体管稳定性较差、噪声性能优秀的特点设计电路拓扑,在HEMT的输入端并联一个200Ω电阻,用HP-EESOF公司的Libra2.1软件进行了小信号电路仿真与设计.仿真结果表明设计的放大器是绝对稳定的,在2~3GHz频带内增益为14.2dB,纹波小于0.4dB,噪声系数约2.7dB,满足实用要求.     

C波段场效应晶体管功率放大器

砷化镓场效应晶体管的技术已经证明:这种器件可以取代空间飞行器上通信转发器的行波管。目前,美国无线电公司(RCA)为国际通信卫星研制的C波段场效应晶体管取得了一些阶段性成果。     

C 波段全场效应晶体管化宽带微波接收机

介绍一个全场效应晶体管化 C 波段卫星转发器用微波接收机的方案,并给出微波通道部分的实验结果,其中采用元器件均以国内1986年生产,现空间仍在用的高可靠性器件为设计依据和实验样管。实验结果与法国汤姆逊公司1986年为我国研制生产的 C 波段接收机(以下简称法国接收机)相比,电气指标均能达到该公司产品水平,同时具有结构简单、体积小、低功耗等优点。该方案同样适于 Ku波段应用。     

7.5厘米波段的低温热噪声标准

一、前言近年来,微波低噪声器件的发展十分迅速。低噪声的混频器、晶体管放大器和参量放大器等已被广泛地应用于雷达、射电天文望远镜、卫星地面站,以及导弹和卫星的跟踪接收系统之中,有效地提高了接收机的灵敏度。人们在研制低噪声器件和低噪声接收系统的过程中,逐渐认识到用高温噪声源(如气体放电噪声源等)测量低噪声器件的性能,其精确度愈来愈满足不了要求,低噪声测     

基于线性调频波的有源对消隐身仿真及分析

有源对消隐身技术由于其适用性广、灵活主动及不破坏目标外形等特点而受到重视。针对其技术要求中的快速反应、延时较短的特点,提出了一种基于线性调频（LFM）波的对消系统方案。该方案对入射波采样后进行相位和频率的调制,然后直接转发,使其匹配滤波输出与原入射波的回波输出进行对消;探讨了有源对消技术的电磁学原理并以理想导电无限长圆柱为散射源,对平面波与柱面波的对消效果进行了仿真验证,得出不同视角、平面波与柱面波的夹角都会对对消效果产生影响的结论,且在两列波夹角为0°时达到最佳;推导了进行相位与频率调制的对消后信号输出公式,并利用MATLAB对其进行了仿真验证,结果表明,对消后输出信号峰值由时延脉宽之比决定,带宽对输出信号主峰的宽窄程度有直接影响。      

Boost电路开关瞬间电压尖峰产生机理及抑制方法

Boost变换器常用作两级式逆变器的前级升压电路,由于电路中寄生参数的存在,开关瞬间输出电压叠加有瞬态尖峰,降低了波形质量,甚至影响逆变器的正常工作。为了抑制直流环节电压尖峰,研究了Boost电路开关瞬态过程,针对瞬态电路开关特性和开关器件工作状态,建立了基于金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和肖特基二极管（SBD）的换流单元的解析模型,进一步分析了不同寄生参数对开关瞬态电流特性的影响,以及导致电压尖峰的机理等。仿真分析了寄生参数与输出电压尖峰大小的关系,提出了“减缓开关速度”和“降低输出端寄生电感”2种从源头抑制输出电压尖峰的方法。仿真和实验表明,这2种抑制方法能够有效减小电压尖峰,提高Boost电路的输出电压性能。      

基于天线驱动组件的多体卫星MIMO控制及稳定裕度应用研究

针对两输入两输出的多体卫星控制系统,采用工程中的天线驱动组件为天线转动提供驱动力矩,在天线小角度机动条件下,对此线性模型采用多变量频域设计法中的序列回差设计技术,设计卫星本体俯仰姿态和天线转动的多输入多输出(MIMO)控制器,利用Nyquist稳定判据证明系统的稳定性.在此基础上分别利用回差阵奇异值法和逆回差阵奇异值法计算MIMO控制系统的稳定裕度,将两种方法所得结果相结合以减小稳定裕度计算的保守性,最后通过数值仿真验证了控制算法和控制系统稳定裕度结果的有效性.     

无电压取样端直流稳定电源校准专用插头设计

直流稳定电源在实际应用中,其稳压状态的输出电压在电源空载状态时和带载状态时存在一定差值,这个差值被称为稳压负载效应,直流稳定电源的稳压负载效应是体现其输出电压对输出回路中负载变化抑制能力的重要指标。直流稳定电源按其输出端可分为有、无电压取样端两种输出形式。通过分析常用直流稳定电源稳压负载效应校准的连线方法,针对无电压取样端的直流稳定电源设计了一款专用插头,在引入极小测量误差的情况下,使接线更为方便快捷,从而提高校准直流稳定电源的工作效率。     

基于扩频体制的短波时号发播新方案及可行性分析

短波授时系统采用扩频信号将有助于提高其授时服务质量。顾及到短波信道的复杂性和系统带宽的有限性,本文提出了一种基于两个扩频信号之间的相对发播时间间隔实现短波时号发播的新方案,并对其可行性进行了分析。阐述了所提方案的基本技术思路,并通过理论分析与比较,验证了所提方案相比于常规方案能够显著降低接收机的时号检测错误概率,可更好地实现协调世界时UTC和世界时UT1两种短波时号的兼容发播,为基于扩频体制的短波时号调制技术的进一步研究提供一种有效途径。     

基于混沌振子阵列的扩频信号捕获方法

在低信噪比下提出了结合混沌振子阵列及相干相关实现对扩频信号的捕获方法．针对混沌振子的数学模型,用混沌系统的相轨迹特性来分析对扩频信号的捕获过程,以Lyapunov指数（LE）作为实现捕获及提取载波多普勒频率的判断依据,再由跟踪环路完成对扩频码相位的跟踪．对DSSS／BPSK仿真结果表明,本方法可以实现扩频信号快速捕获,同时提高了捕获概率及检测灵敏度。     

Proposal for ionospheric tomography technique using a new HF radio source

Measurements of the line integral of the electron density along satellite-to-ground ray paths (i.e. TEC) using differential phase or Doppler of two coherent VHF/UHF signals transmitted from NNSS or GPS satellite networks have been used in the ionospheric tomography for mapping large-scale ionospheric images over region of interest. In this paper, we present theoretical studies of using a new signal source HF frequency in tomographic imaging. The initial phase problem inherent in the phase measurement can be eliminated by measuring Faraday rotations. Relative rotation on two adjacent HF frequencies is used to solve the ambiguity problem. A second-order approximation of the Faraday rotation incorporated with ray-tracing technique improves the reconstruction degradation due to ionospheric refractions. CASSIOPE is a multi-purpose small satellite that receives HF signals from ground radar facilities and it is scheduled for launch in early 2008. Simulations have demonstrated the potential applications of the ionospheric tomography in CASSIOPE/e-POP satellite experiment.     

遥感卫星多路数据传输系统同频共用方法

为节省频率资源，遥感卫星通常采用扩频体制实现多路数据的同频共用传输，针对通道间容易引起相互干扰的问题进行了研究，通过改进码分多址干扰估算模型，对采用平衡Gold码序列扩频系统抗干扰容限上界进行预测。在满足国际电信联盟（ITU）对卫星辐射功率通量密度约束条件下，提出了一种基于直接序列扩频体制的两路业务数据同频共用传输方法。仿真结果表明：当载波频率2GHz左右，两路辐射源的EIRP之差不大于8～15dBw时可以实现同频共用传输；如对信号扩频带宽进行差异化处理，则其相互兼容性还可进一步提高。     

GPS数字接收机中C/A码搜索算法与实现

从GPS信号结构出发,介绍了GPS时域/频域的二维序贯搜索原理.在虚警概率、检测概率与搜索速率分析的基础上,对几种序贯搜索方法性能进行了比较,提出并以实验验证了以并行12通道扩频相关器为基础的GPS C/A码捕获数字系统实现方案,改进的搜索算法的采用有效地缩短了码平均捕获时间并提高了捕获的可靠性,并成功地应用于GPS数字接收机中.     

一种扩频测控链路中PIM的全盲抑制算法

针对航天器扩频体制测控链路中无源互调(PIM)干扰的问题,提出了一种基于小波包分解的全盲PIM抑制算法。该算法将接收的扩频测控信号进行小波包多层分解,根据分解后的信号应满足高斯分布的特性,完成对干扰进行抑制,而整个处理过程不涉及干扰门限的设置,是一种全盲的PIM干扰抑制方法。Matlab仿真表明,采用该抗干扰算法可将信干比提高7dB。     

异步双卫星MIMO系统中的空时编码方案

双卫星多输入多输出（MIMO,Multiple-Input Multiple-Output）系统中不同路径间传播时延的差异会造成接收信号不同步。针对该系统中接收信号不同步问题,提出一种时间反转全码率全分集空时编码方案。该方案中对发送的符号序列进行空时编码后,利用交织改变符号向量发送的时间顺序并对发送数据进行分组。将其中一组数据进行时间反转并插入保护间隔,使接收机在信号不同步的情况下仍然能够获得全码率和全分集增益,同时保留低复杂度最优译码算法的适用性。仿真结果表明,与传统方案相比,提出的空时编码方案能够获得最优的性能。另外,系统采用高阶调制方式或信道条件较差时,该方案的性能增益更大。     

Observations of HF propagation on a path aligned along the mid-latitude trough

Observations of the direction of arrival and time of flight of HF signals propagating on a 1400 km path oriented along the mid-latitude trough are presented. At night, the signal commonly arrives from directions offset from the great circle bearing by up to 80° and these events have been categorised into five main types. Statistics indicating how often these categories of propagation were observed in the period August 2006 to September 2007 are presented. The physical mechanisms which result in the off great circle propagation are also discussed.     

基于副载波跟踪的BOC信号跟踪环路设计

针对二进制偏移载波(BOC,Binary Offset Carrier)调制信号跟踪的模糊性问题,提出了一种新的基于副载波跟踪的环路结构.通过增加副载波跟踪模块,对副载波和扩频码进行分离跟踪,解决了BOC信号跟踪的模糊性问题;针对副载波信号周期性的特点,以正弦波作为本地信号,利用锁相环实现对副载波的稳定跟踪.通过软件仿真,分析对比了该环路的码跟踪误差、跟踪门限和平均失锁时间 (MTLL,Mean Time to Lose Lock)等性能指标.结果表明,新的环路结构能在保证跟踪精度的前提下,提高对弱信号的跟踪性能,具有较高的环路稳定性.      

GPS信号捕获与跟踪策略确定及实现

为了检测GPS(Global Positioning System)信号,设计了码环及载波环捕获与跟踪数字系统.序贯搜索与窄间隔超前-滞后型数字延迟锁相环的采用,保证了码相位的可靠捕获与精确跟踪,四相鉴频器、叉积自动频率跟踪算法及科思塔环载波相位跟踪算法的结合,既保证了载波频率(多普勒频移)的捕获速度,又使环路能有效地跟踪频率/相位变化,获得较好的动态性能与噪声性能.控制算法及参数确定的软化实现使系统具有较好的灵活性.基于扩频相关器与数字信号处理器的数字系统验证了上述方案的正确性及有效性.