应用型电子直线加速器用C波段大功率速调管研究与开发

为满足C波段应用型直线加速器功率源要求,研制了一支C波段大功率速调管。通过对电子枪结构模拟计算并利用正反向组合式聚焦线圈调整过渡区磁场,完成了电子光学系统设计,电子注通过率达到100%,电子注波动率为4.8%。综合应用一维至三维计算程序对注-波互作用段开展参数优化及PIC仿真,最终确定了6个谐振腔的速调管方案。腔体加工冷测调配后焊接形成整管,并开展了高功率测试,在电子注电压为115 kV、电流为79.6 A条件下,馈入频率为5712 MHz、功率为100 W的信号时,该速调管可输出的峰值功率为3.52 MW,增益为45.5 dB,效率为38.5%,达到了预期研制目标。

C波段50mW多注速调管高频系统的设计

本文提出一种全新的、应用于C波段50 mW高功率多注速调管输出系统。该系统首次采用TM 310高次模式多注结构,将整管工作电压由单注的354 kV大幅降低至250 kV,整管长度由单注的1.4 m缩短至0.9 m;并创新性地采用矩形TM 310结构,结合输出波导补偿结构,有效地解决了圆形TM 310结构外品质数不足的问题,保证了整管的输出稳定性。本文提出的C波段50 mW多注速调管能大幅降低整管工作电压、减小体积,可大幅提高系统的可靠性及机动性。本文研究的新型结构C波段50 mW多注速调管高频系统有效解决了高次模式高功率稳定输出的问题,降低了输出结构的设计复杂性、减小了传输系统体积并降低了成本,对未来多注高峰值功率产品的设计具有非常重要的意义。

C波段2000 W氮化镓线性固态功放研制

介绍了一种C波段2000 W氮化镓高功率线性固态功放的工程实现。使用32片GaN功率管芯芯片,采用微带Gysel功分器与波导功分/合成网络相结合的方式进行功率合成,功放在900 MHz的工作频带内连续波饱和输出功率大于2000 W,最大输出功率2290 W。采用射频预失真线性化技术优化氮化镓功放线性度,功放三阶互调指标改善幅度大于4 dB,优于-29 dBc。选择带热管的翅片散热器的强制风冷方案,提高散热器的换热效率,散热性能良好。功放配置了完善的控保功能,可靠性及实用性满足工程使用要求。功放插箱和电源模块采用热插拔设计,便于快速维修,适用于测控、通信、广电等领域的微波发射系统。

UVC波段光源设备的发展现状及医用前景分析

近年来杀菌消毒装置的需求激增,紫外光杀菌作为医疗卫生系统最常用的一种杀菌消毒方式已较为普及,不同发射紫外光光源装置的研发、光学材料和器件也获得了极大的关注。本文调研了临床用紫外光装备,最终聚焦于发射C波段紫外线(Ultraviolet C,UVC)光的不同光源发生设备的发展现状及其光生物效应研究的相关进展,对汞蒸气紫外灯、UVC-LED紫外灯、准分子紫外灯、微波等离子体紫外灯以及激光紫外发射器5种可发射UVC光的光源发生设备的构造、发光原理、优缺点、可发射波长、光生物效应进行了汇总并对其潜在医用前景进行分析。

C波段光阴极电子枪驱动激光整形研究

在光阴极电子枪系统当中,驱动激光的时空整形是实现束流低发射度的关键之一。基于南方光源预研项目C波段光阴极电子枪测试平台,介绍了驱动激光系统的布局与测试相关内容。测试平台于国内首次采用初始RMS脉冲长度为160 fs的266 nm激光作为驱动激光,利用双折射晶体的脉冲时间延迟完成对激光脉冲纵向时间整形,并配备多个孔径的可调光阑实现对束流的横向尺寸的调节。经过整形,激光平台可以提供纵向RMS长度为160 fs、420 fs的高斯脉冲激光与半高全宽为5 ps的平顶分布脉冲激光,根据激光测试结果,简要分析了不同脉冲分布对于束流发射度演化以及脉冲分布的影响,不仅为后续光阴极电子枪束流调试提供了指导,并对初始脉冲分布对空间电荷力的影响实现更加深入的研究提供了支持。

C波段高效率同轴渡越时间振荡器的仿真研究

C波段高功率微波产生器件在通信、雷达等领域具有重要的应用前景,工业部门对其紧凑化和轻量化的需求越来越迫切。本文采用理论分析和2.5维粒子模拟方法,设计了一个基于三腔调制双腔提取结构的C波段高效率同轴渡越时间振荡器(coaxial transit-time oscillator,CTTO),有利于实现低频段高功率微波器件的轻小型化。在调制腔前设计合适的反射腔可以有效预防横电磁波模式(transverse electromagnetic mode,TEM)反向传输到阴极区域,同时能预调制电子束,有效提升器件转化效率。经模拟优化后的典型结果表明:当二极管电压458 kV、电流9.6 kA及外加导引磁场1.05 T时,在中心频率6.37 GHz处获得了功率1.83 GW、转化效率41.6%的微波输出。

C波段高梯度加速结构样机研制

本文介绍了C波段高梯度加速结构研制的内容,通过采用低群速度、4π/5工作模式、等梯度结构、拱形腔和大束流孔径设计方法、创造性的内水冷可调谐腔体结构、悬挂式焊接方法等技术,实现了国内第一支C波段高梯度加速结构段的工程应用,在束流试验中获得了50.8 MV/m的世界最高C波段带束加速梯度。

C波段连续波磁控管设计

本文介绍了一种C波段连续波磁控管的设计仿真,首先进行了谐振腔参数设计,通过CST仿真软件进行本征模分析,建立了高频结构模型模拟动态PIC仿真,再通过对比磁控管预起振时阳极电流的不同状态,反向分析阴极的不同发射条件对磁控管起振的影响。最后完成对磁控管制管测试工作,得到工作电压6.3 kV,工作频率5.8 GHz,输出功率1 kW,阳极电流0.3 A及效率52.9%的C波段连续波磁控管。

海南广播电视总台C波段卫星车4K升级改造

随着5G网络技术的发展和商用,卫星传送方式依然有比5G传送时延低、稳定性好、安全等优势,因此,在重要会议和重要活动中依然作为传输的主力军。为适应4K技术的发展,本文通过对海南广播电视总台现有的C波段卫星车技术现状进行分析,提出一种4K改造的可行性方案,并对改造的C波段卫星车载融合媒体进行了构想。

降水微物理过程的C波段垂直指向雷达反演研究

降水微物理过程是对空中雨滴的蒸发、碰并和凝结等演化过程的最直接描述。对降水过程中微物理特征的分析,有利于提高对云体的认识,为降水估计与数值模式参数化提供技术支撑。研究依托中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室在广东龙门建立的超级观测站,基于C波段调频连续波雷达高时空分辨率的多普勒功率谱数据。分析了2020年6月6-9日(前汛期),受西南季风影响,形成的一次持续时间长、累积雨量大、降水分布不均的降水过程中的几种典型对流单体的空中微物理特征。

Multi-h C波段导航信号调制方式及性能评估

近年来,L波段(1164~1610 MHz)频谱拥挤日渐严重,我国北斗卫星导航系统可用资源明显不足,基于频谱资源的不可再生性,探索研究新频段迫在眉睫。鉴于目前C波段导航信号设计尚不成熟,各国对C波段卫星导航信号体制也都还处于探索研究阶段,我国有必要预先开展C波段卫星导航信号研究。处于C波段中5010~5030 MHz的卫星导航信号具有较少的频谱干扰、较低的电离层误差等显著优势,但仅有的20 MHz带宽对诸如射电天文业务(Radio Astronomy Service,RAS)和微波着陆系统(Microwave Landing System,MLS)等相邻业务频段的射频兼容性要求极为严苛。首先提出将多调制指数(Multi-h)的正交频分复用-连续相位调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Continuous Phase Modulation,OFDM-CPM)联合调制方式应用于C波段卫星导航;其次,在分析关键参数对Multi-h OFDM-CPM信号功率谱特性影响后,选取关联长度L为64、调制指数h为0.5的单调制指数(Single-h)OFDM-CPM(10)信号和h为[1/16,3/16]的Multi-h OFDM-CPM(10)信号作为C波段候选导航信号;最后,对包括兼容性、码跟踪精度、抗多径干扰在内的基础导航性能指标进行评估。研究表明,OFDM-CPM调制方式能很好兼顾C波段信号的带外约束性和导航性能要求,OFDM-CPM(10)h=[1/16,3/16]信号在所述各个基础导航性能指标上均表现最佳,在兼容性方面能弥补OFDM-CPM(10)h=0.5信号的略微不足。然而考虑到多调制指数会增加接收机复杂度,因此在C波段导航中,只有当接收机采用低复杂度检测算法时,Multi-h OFDM-CPM信号才会是比Single-h OFDM-CPM信号更佳的选择。

C波段横向激励薄膜体声波谐振器设计与制备

针对未来移动通信对射频前端器件提出的多频率、高集成新要求,开展了兼具声表面波(SAW)谐振器和薄膜体声波谐振器(FBAR)技术特点的新型横向激励兰姆波谐振器研究。该文介绍了基于c轴择优取向氮化铝(AlN)压电薄膜的C波段横向激励薄膜体声波谐振器(XBAR)的结构设计、参数优化和制备方法,并进行了工艺验证。通过剥离和刻蚀等步骤制备了谐振频率4.464 GHz、品质因数3039、品质因数与频率之积(f×Q)达到1.56×10^(13)GHz、面积小于0.12 mm^(2)的低杂波XBAR谐振器,并仿真分析了其用于射频滤波器的可行性。该研究为进一步研制多频率、高集成的小型化XBAR滤波器组件提供了有效的设计技术和工艺技术支撑。

某型无人机视距C波段下行链路失锁故障分析

无人机(UAV)相较有人机具有成本低、驾驶员培训周期短等优势,近年在军事与民用领域的通信、探索和监测等方面得到了广泛应用。无人机与有人机外在的主要区别于驾驶员操作飞机的地点与方式不同。有人机飞行员在座舱通过电传或者机械方式控制有人机,而无人机飞行操作员在地面控制站内需要通过数据链路系统(以下简称链路)发送操作指令。链路是实现飞行和任务监控管理的关键系统。

基于C波段雷达的黄南州三次冰雹天气雷达特征分析

选取2022年8月21日16时至18时、2022年8月24日8月24日16时至17时、2023年8月24日17-18时黄南州C波段双偏振雷达资料,使用水平反射率因子(ZH)、差分反射率因子(ZDR)、差分传播相移 (ΦDP)、相关系数(CC)、差分传播相移率(KDP)等多个双偏振参数,对同仁及泽库两次较大范围的冰雹天气进行分析,结果表明:1.从多个仰角对比可知,对于同仁冰雹天气中在2.4°仰角上雷达特征较明显,对于泽库冰雹天气中0.5°仰角识别效果最佳,对于河南冰雹1.5°识别最佳;2.在2022年8月21日同仁地区的冰雹天气中,水平反射率因子最大值为66.5dBz,差分反射率因子(ZDR)在-5.4-2dB之间,相关系数 CC范围在0.82~0.995之间,差分传播相移ΦDP在0~24deg之间;3.在2022年8月24日泽曲冰雹天气中,从水平反射率因子中心强度为62.5dBz,存在 “V型缺口”特征,差分反射率因子(ZDR)为0.1dB,相关系数(CC)显示为0.95,差分传播相移率(KDP)在0~7.3deg/km之间;3.在2023年8月24日河南冰雹天中存在“三体散射”特征;4.通过对比分析可知,CC对冰雹识别的范围明显偏大,而在大范围CC高值中CC值显著减小的区域于冰雹落区有较好的对应。

C波段多普勒雷达伺服系统故障排查与维护保障对策

伺服系统主要由控制器、执行器、传感器和信号处理器等组成。伺服系统在多普勒天气雷达中扮演着举足轻重的角色,其性能优劣与故障率的高低直接关系到雷达探测信号业务的顺利进行以及设备的使用寿命。因此,对伺服系统的研究和维护显得尤为重要。基于此,本文在伺服系统功能组成的基础上,探讨了伺服系统故障分类及分析方法,以及伺服系统对应故障案例排查及维修保障,以期为日后同类型伺服系统故障排查提供参考借鉴。

北京广播电视台C波段卫星车的4K升级改造

为满足超高清信号外场直播卫星传输需求,北京广播电视台基于已有C波段高清卫星车设计了一整套卫星车改装方案,并在已有卫星车基础上对该设计方案进行了实际建设。文章全面介绍了改装升级思路及具体建设过程,测试结果满足技术标准。

5G干扰卫星C波段信号的排查方式与应对策略

随着5G通信技术的快速发展,卫星通信中C波段信号频繁遭受干扰,使得信号传输频率降低。为有效抑制5G信号对卫星C波段的干扰,保障卫星通信的稳定性和可靠性,文章探讨5G信号对C波段的干扰机理,深入研究其排查手段,提出设置防干扰带通滤波器、使用高质量窄带高频头、应用波束成形技术、动态频谱管理以及网络编码策略等应对策略。

滇西南一次人工增雨中C波段雷达回波演变分析

人工增雨是人为补充某些形成降水的必要条件,增加自然云降水,开发利用空中云水资源的有效途径。新一代天气雷达能及时探测降水系统的内部结构和发展变化情况,是指导人工增雨作业的有效工具。通过筛选滇西南多年的人工增雨作业数据,选取2022年4月20日西双版纳州一次效果较好的两点联合人工增雨作业数据资料,分析作业前后组合反射率、垂直累计液态含水量、回波顶高3种新一代天气雷达产品1 h内的演变特征,印证人工增雨作业效果,为今后的人工增雨作业提供数据参考。

黔北一次冰雹天气过程C波段双偏振雷达资料分析

【目的】为进一步探索C波段双偏振雷达参数指标的本地化运用。【方法】利用习水C波段双偏振雷达资料、地面自动站资料、探空资料,对2022年3月16日发生在黔北的一次冰雹天气过程成因以及双偏振雷达回波特征进行分析。【结果】(1)此次强对流天气发生在500 hPa前倾槽前、低层低涡切变东南侧,中低空急流的北侧及地面低压倒槽内,同时午后升温及中高层干冷平流入侵,使得层结更趋于上干冷下暖湿的不稳定层结,冷锋前沿的地面辐合线为过程提供了触发机制。(2)过程由多单体风暴引发,最大反射率因子达65 dBz, 40 mm冰雹出现了三体散射,剖面图中出现了悬垂结构和有界弱回波区,低层观测到辐合速度对。(3)对比30 mm和40 mm的冰雹双偏振参数发现:融化层以上冰雹ZDR在-1~0.2 dB,CC值在0.90~0.99之间,KDP均为0;从融化层以下,30 mm冰雹CC值在0.70~0.90,40 mm冰雹CC值在0.80~0.97,两者有所区别,ZDR也有明显增加,在0~4 dB之间;由于融化层以下大雨滴的混合,KDP在0~3.1°·km^(-1)之间。(4)大冰雹偏振参数出现明显ZDR柱、KDP柱,CC谷,CC图中出现明显的非均匀波束充塞,ZDR和CC图中有明显的三体散射现象。【结论】该文仅是对一次多单体天气过程个例的偏振参数特征粗略分析,未来仍需分析更多个例用以完善C波段双偏振天气雷达在强对流天气中各种偏振参数的标准,为实际业务提供更精准的参考。

星载雷达与C波段地基雷达数据一致性个例分析

为提高单部雷达与多部雷达组网探测降水的精度,对地基雷达进行了一致性定标。星载雷达作为标准参考源已应用于S波段天气雷达的一致性定标,但对于C波段天气雷达的适用性仍有待研究。为此,本文选择了位于较高纬度的兰州C波段业务雷达,设计了以星载雷达标定C波段雷达的方法。通过对两个降水个例进行分析发现:定标后的C波段雷达回波强度和降水反演精度均有一定改善。说明采用星载雷达对C波段雷达进行定标也是可行的,这有利于解决西部地区地基雷达组网探测的一致性定标难题,展现了良好的应用前景。