T/R双模微波功率模块技术及其应用

微波功率模块(MPM)是真空电子器件和固态电子器件组合而成的一种新型微波功率器件,具有频率高、频带宽、功率大、体积重量小等特点,它使常规行波管的应用变得更加便利和广泛。现代战争向雷达、电子战综合一体化方向发展,这就要求功放既能工作在高峰值功率、低占空比的高模工作方式,也能工作在低峰值功率、准连续波的低模工作方式,针对这一需求,结合电子系统收发共孔径的要求,提出了T/R双模MPM技术。T/R双模MPM技术的核心是T/R双模行波管,基于三端口双向T/R行波管,通过在慢波系统的衰减器附近设置一个耦合口,实现行波管的信号反向接收功能;通过T/R双模行波管设计、双模放大均衡组件、双调制栅极电源等技术实现MPM的双模双向功能。T/R双模MPM应用前景广阔,特别是在基于无人机平台的作战应用中的具有明显优势。

基于DCNN的ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障诊断研究

针对ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障发生的多样性和不确定性导致的故障诊断效率低的问题,从故障特征提取和故障分类的角度出发,提出一种基于深度卷积神经网络(DCNN)的轨道电路故障诊断方法。通过故障分析总结出12种轨道电路故障状态,并将不同故障状态下的轨道电路监测数据进行标准化处理,作为DCNN模型的输入。模型采用卷积-池化结构提取轨道电路的关键特征并滤除冗余特征。BP神经网络作为模型的全连接层,并结合Softmax函数进行故障分类。通过k折交叉验证法优化模型结构,确定最佳模型。实验结果表明,采用4层卷积-池化层结构的轨道电路故障诊断模型在诊断准确率方面达到了98.48%,较同为最优模型的长短期记忆网络(LSTM)模型、深度前馈网络(DFN)模型、双向长短时记忆网络模型(BiLSTM)与CNN-LSTM组合模型分别提升了6.06%,6.06%,3.33%与2.27%,训练收敛速度分别快了大约1250、4250、1250与1450次,且训练时的损失波动更小。本研究提升了轨道电路故障诊断效率,为轨道电路的故障诊断任务提供了一种新的有效方法。

天线谐波和乱真输出辐射发射测量方法综述

基于天线有效辐射功率的基本原理,指导天线谐波和乱真辐射发射测量。通过对测量距离、系统校准以及相关器件的论述,更好地指导测量应用。结合测量中出现的问题,分析了造成问题的机理,给出了解决问题的方法。

数字T/R组件发射频谱控制技术研究

现代武器装备单平台集成的各频段雷达、通信等无线电设备数量越来越多,且发射信号均向高功率、超宽带等方向发展,使得雷达与其他设备之间的发射频谱交叠严重,进而导致不同设备之间存在严重的电磁干扰问题。文中针对不同无线电设备收发信号之间的电磁干扰问题进行了分析,重点讨论了数字T/R组件脉冲发射带外频谱分量的产生机理和改善方法,提出了针对性的频谱控制措施,并在某雷达数字T/R组件上开展了试验验证,证明了该频谱控制方法的有效性。

基于新型匹配方式的大功率调频发射机设计

介绍一种基于新型匹配方式的大功率调频发射机,详细分析发射机的系统架构、关键技术及应用情况。该发射机采用了一体化主控技术,全过程数字化处理,界面操作简便。测试结果显示,设备运行稳定,各项技术指标符合国标要求,能够满足广播电视无线覆盖传输的需求,为调频广播发射机的研发和应用提供有价值的参考。

高分辨二维成像声呐电子系统的设计与实现

针对海洋工程和开发中用于水下作业的机器人、自动潜水器等水下载体需要对海底地形地貌、障碍物、沉底目标或水中目标等进行成像,以获得目标轮廓等信息,或对水下运动目标进行跟踪和识别。然而,在光照条件低或水体混浊环境中,光学成像难以获得较好的效果,而成像声呐几乎不受其影响就能获得较好的高分辨声呐图像。依据此需求,论证了成像声呐的主要技术指标,设计并实现了成像声呐的发射单元和接收单元的电子系统,对其电路性能测试和成像声呐的水池实验验证了方案设计的合理性、可行性,表明成像性能满足系统要求。

基于IPM的水声发射机的设计与应用

在声呐系统中,水声发射机通常由功率、驱动等分立器件实现,为提高电路的可靠性,还需要设计各种保护电路、监控电路等,这使得电路设计变得复杂、发射机体积增加。为了解决这一问题,文章提出采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为数字控制芯片,完成发射机的信号产生、控制、通信等功能;以智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)作为功率级的智能声呐发射机方案。文中给出了发射机的电路设计方案,为减小工作带宽内的声源级起伏,提高发射机的性能,同时对换能器负载进行匹配。最后进行了发射机的电气性能测试和水池声源级测试等,结果表明该数字发射机具有稳定可靠、保护功能多、体积小等优势,该设计方案在水声发射机领域中有很好的应用前景。

一种小型化卫星通信收发机设计与应用

针对卫星通信收发机传统超外差技术带来的大体积、高功耗、高成本等问题,设计了一种基于零中频技术的小型化卫星通信收发机。该收发机采用零中频收发芯片对S频段信号进行变频、滤波、数模/模数转换等,并在低功耗FPGA中完成基带信号处理,从而实现了S频段卫星通信收发处理。试验测试表明,该收发机能实现−80 dBm信号无误码接收,以及小于1%的EVM、小于−60 dBc的邻道功率泄露抑制以及小于−60 dBc杂散抑制的卫星信号发射,可应用于便携式、船载、车载等卫星通信场合。

短波发射机数字线性化技术研究

深入研究短波发射机数字线性化技术,旨在提高短波通信系统的性能和质量。首先,概述了短波发射机的基本原理和技术特点,为后续的数字线性化技术研究提供了理论基础。其次,详细阐述了数字线性化技术的理论基础,包括数字预失真技术、数字反馈校正技术以及其他相关数字线性化技术。最后,探讨了短波发射机数字线性化技术的实现方法,包括系统架构设计、硬件平台选择与设计以及软件算法设计与实现。通过对短波发射机数字线性化技术的研究和实践,成功实现了对短波通信系统性能的显著提升,并为短波通信技术的未来发展提供了有价值的参考。

远程动态可重构遥测加密发射机的设计与实现

近年来,随着我国航天器新型号的发展及国产化进程的推进,综合考虑高度集成化、远程动态可重构的遥测设备需求,研制兼容多调制体制的远程动态可重构遥测加密发射机是研制遥测传输设备的必然趋势。区别于传统发射机基带软件架构的FPGA+DA+信道方式,该发射机架构由异构多核FMQL(可编程芯片)嵌入式系统+射频集成芯片B9361组成发射机基带组成,结合软件实现远程动态可重构、上电自检、工作状态巡检、工作状态实时上报功能,提高了测量系统集成度,最大程度地实现软硬件资源的重构和共享,也大幅度缩减了系统体积、重量、功耗和成本。本方案基于通用化、系列化、组合化的设计思想,使发射机产品具备高度集成化、元器件自主可控、通用化平台、软件灵活配置等优点,为新一代遥测发射机向通用化、高性能、动态可重构方向发展提供有力的技术支撑。

全固态中波发射机天调网络的运用以及技术创新

全固态中波发射机天调网络作为连接发射机与天线的关键环节,其技术创新对于确保发射机高效稳定运行至关重要。通过探讨全固态中波发射机天调网络的应用及其技术创新,重点分析数字信号处理技术如何通过自动频率识别与动态调谐、高级算法与控制逻辑以及智能调谐技术的集成等关键技术点提高发射机的性能和可靠性。

56 Gbit/s低功耗分数间隔FFE PAM4 SerDes发射机设计

采用65 nm CMOS工艺设计了一款用于高速芯片互联的四电平脉冲幅度调制(PAM4) SerDes发射机。该发射机主要由最高有效位通道和最低有效位通道、时钟产生路径、前馈均衡模块、接口驱动电路等构成。采用一种无锁存的并串转换技术,以降低功耗;采用一种分数型前馈均衡技术,获得了超出奈奎斯特频率点的频率补偿峰值,从而扩展频率补偿范围,使输出信号能更好地适应信道。此外,采用带预充电结构的4∶1并串转换器,减小电荷共享效应对电路的影响。仿真结果表明,在1 V电源电压下,整体电路能实现56 Gbit/s PAM4输出信号,输出眼图清晰,且获得电平失配率为93.1%的高线性度,输出摆幅达到480 mV,功耗为75 mW。

中波广播发射机的工作原理与故障处理措施研究

以数字调幅(Digital Amplitude Modulation,DAM)全固态10 kW中波广播发射机为研究对象,介绍中波广播发射机的各个系统及工作原理,重点分析引起发射机故障的原因,并提出故障处理措施和注意事项,旨在为中波广播行业的设备故障处理提供参考。

X波段三维异构片式收发SiP模块设计

采用硅基三维异构集成技术,在极小的体积内,将多个微波单片集成电路(MMIC)和无源功分网络一体化集成,实现了一种X波段4通道片式收发系统级封装(SiP)。该SiP由2个体硅堆叠封装(PoP)而成,不同封装通过球栅阵列(BGA)方式互连,单层封装的内部腔体上下面均贴装芯片,封装内部采用硅通孔技术(TSV)实现垂直互连,SiP尺寸为14 mm×14 mm×3.2 mm。测试结果表明,在8~12 GHz内,SIP 4个通道的发射饱和输出功率≥30.5 dBm,接收增益≥24.5 dB,噪声系数≤3 dB,接收输入P-1≥-26 dBm,同时具备6位数控移相和6位数控衰减功能,重量约1 g,可广泛用于微波收发系统。

UART自适应波特率发生器的设计与仿真

为提升各种微处理器与嵌入式系统的通信波特率,文章对传统波特率自适应检测技术加以改进,基于FPGA和Verilog HDL硬件描述语言设计一种可灵活高效配置波特率参数的UART模块。首先改进传统的通过发送固定数据检测波特率的技术,利用特征值匹配法结合查表比对法设计自适应波特率发生器,实现自动高效检测波特率,完成相应参数配置。然后采用Modelsim对各模块功能进行系统级仿真。仿真结果表明,该波特率发生器能够自动建立串口通信链路,数据传输稳定可靠,提高了检测效率,减少了系统资源开销。

基于改进麻雀搜索算法分数阶PI的PMSM调速策略

永磁同步电机调速系统采用传统比例积分双闭环控制结构存在抗扰性能差与响应速度慢的问题。为此,文中在建立PMSM数学模型和分析传统PI参数设计方法的基础上,提出一种基于改进麻雀搜索算法分数阶比例积分的PMSM调速优化策略,通过在常规SSA中引入佳点集初始化策略和黄金正弦更新策略,解决了SSA易陷入局部最优的问题,提高了收敛速度和精度,以进一步改善PMSM调速系统的响应性能。最后通过MATLAB仿真对比结果可知,所述ISSA-FOPI调速改进策略在4种工况下具有最短的调节时间分别为1.2、0.9、9.9与12.1 ms,和最小的超调量分别为0.16%、0.16%、0.05%与0.6%,这充分体现了所述策略的有效性与优越性。

基于三维异构集成技术的X波段4通道收发模组

基于硅基微电子机械系统(MEMS)三维异构集成工艺,设计了一款适用于相控阵天线系统的三维堆叠4通道T/R模组。模组由3层功能芯片堆叠而成,3层功能芯片之间采用贯穿硅通孔(TSV)和球栅阵列实现电气互连;模组集成了6位数控移相、6位数控衰减、串转并、负压偏置和电源调制等功能,最终尺寸为12 mm×12 mm×3.8 mm。测试结果表明,在X波段内,模组的饱和发射输出功率为30 dBm,单通道发射增益可达27 dB,接收通道增益为23 dB,噪声系数小于1.65 dB。该模组性能优异,集成度高,适合批量生产。

一种Ka频段双通道遥测设备的无杆标校方法研究

Ka频段双通道遥测设备的和、差通道存在相位差,并且随环境变化而变化,需要在基带终端通过校相才能实现相位差的校正,最终完成对目标的自主跟踪。在靶场中,以往都是通过架设标校杆进行基带校相,这种方法可以实现相位标校的目的,但是随着遥测设备作战领域已经向深海、高原等区域拓展,受到这些特殊位置环境等对架设标校杆的种种限制。本文重点研究了在高原环境下,不架设标杆校,通过偏馈天线发射信号,实现和、差通道相位零值标定的目的。本文给出了基于偏馈天线的无杆标校原理和方法,并通过实验验证了本文方法的有效性。

基于锁相环的可编程ASK调制信号源设计

文章针对电磁辐射调制信号识别所需数据采集问题,提出基于锁相环的可编程幅移键控(Amplitude Shift Keying,ASK)调制信号源生成方法。使用锁相环结合单片机STM32设计一个载波可调、码元可变、信号源稳定的ASK调制信号源。采用稳定性高、功耗低的锁相环LMX2572产生频率范围12.5 MHz~3 GHz的正弦波,并使用STM32F103C8T6微处理器控制基带信号对锁相环生成的正弦波进行数字调制,实现ASK调制信号产生功能。实验结果表明,设计的ASK调制信号源实现了频率可变、码元可变、功率可变和可编程控制功能,解决了实时便捷数据采集的问题。所提方法生成的ASK调制信号可用于电磁辐射调制信号类型检测的验证。

中波广播发射机的原理及应用

中波广播发射机作为广播传输的一种技术手段,对于广播行业的发展起着重要作用。深入研究中波广播发射机的原理和应用,并探讨其在广播行业中的重要性。首先,介绍中波广播发射机的基本原理,包括音频信号的调制与解调、射频信号的产生与放大、天线辐射等关键技术。其次,探讨中波广播发射机在广播行业的应用,包括广播覆盖范围的选择、信号质量的优化及干扰抑制等方面。最后,列举中波广播发射机在电台广播、天气广播、教育广播以及文化传播等特定场景的应用案例。