V频段宽带高效率功率合成放大器设计

介绍了一种基于混合波导魔T的V频段宽带高效率功率合成放大器。采用混合波导魔T结构和超宽带扇形开路薄膜电阻,设计了一款覆盖整个V频段的新型小型化高隔离二路功分器,实测在50~75 GHz频率范围内,平均电路损耗0.2 dB,输入回波小于-20 dB,隔离和输出回波小于-14 dB。基于该电路结构,采用V频段宽带GaN功放芯片,研制了一种3.5 W功率模块,以该功率模块为基本单元,并采用16路高效率功率分配/合成网络,研制出一款V频段宽带高效率功率合成放大器。实测在50~75 GHz的V频段全频段范围内,连续波饱和输出功率大于47 dBm,小信号增益大于46 dB,合成效率全频带内大于82%,在全频段实现了高效率合成和大功率输出。该电路结构紧凑,工作频带宽,合成效率高且便于散热,具有很好的工程应用价值。

一种V频段毫米波射频收发前端设计与实现

针对毫米波射频收发前端工作频率越来越高的应用需求,设计了一种工作在V频段的毫米波射频收发前端,用于V频段射频信号的接收及发射功能。该射频收发前端电路复杂,内部包含接收电路、发射电路、频率源电路、电源处理电路及控制电路,具有多功能、高镜像抑制度、低噪声系数、高发射功率的优点。为了实现良好的电性能,该收发前端设计并使用了V频段微带滤波器、V频段微带功分器,V频段四分之一波长短路线等微带电路。收发前端采用了V频段MMIC混合多功能集成技术,可应用于导引头雷达及通信场景,具有广阔的应用前景。

Q/V频段通信载荷初步分析

随着商用通信卫星对通信容量和带宽的需求大幅增加,Q/V频段通信载荷成为通信卫星发展的一个重要方向。该文主要对Q/V频段载荷的需求进行了分析,调研了该频段部件的发展现状,并对Q/V频段通信载荷系统进行了链路分析。本研究可为Q/V通信载荷的工程化设计提供参考。

V频段小型化集成接收前端技术

V频段小型化集成接收前端主要实现对V频段毫米波信号的低驻波、低噪声接收和产品小型化。采用多功能芯片与混合集成技术,实现了毫米波接收信道的小型化集成。引进了微带正交耦合器,构成平衡式分布放大优化射频接收端口输入驻波系数的设计思路,替换了体积笨重的波导宽带隔离器,减小了毫米波接收前端体积和重量。通过对V频段波导微带过渡探针的容错性设计,降低了V频段毫米波接收前端的组装难度,提高了接收前端的一次组装合格率。最终实现批量化V频段小型化集成接收前端射频的输入驻波系数优于1.6,噪声系数优于4.2 dB,外形尺寸(含插座)33.4 mm×30 mm×12 mm。

V频段圆柱龙伯透镜天线设计

设计并实现了一种V频段圆柱龙伯透镜天线。在平行平板波导间,根据龙伯透镜原理与介电常数等效原理,推导出了圆柱龙伯透镜天线的理论设计公式,并结合商业仿真软件高频结构仿真器(HFSS)仿真分析和优化,完成天线设计。仿真结果表明,该V频段圆柱龙伯透镜天线增益为21.4 dBi,波束宽度为1.56°,副瓣电平为-14.7 dB。根据设计结果,加工和测试验证V频段圆柱龙伯透镜天线的可实现性,实测结果表明,该天线增益为20.1 dBi,波束宽度为1.60°,副瓣电平为-11.1 dB,天线效率为45.7%,说明该天线具有一定的工程应用价值。

Q/V频段卫星通信发展现状与关键技术分析

随着航天技术的发展与用户对大通信容量、高传输带宽的迫切需求,GEO-HTS、NGSO-HTS快速发展,全球各大卫星运营商纷纷申请使用Q/V频段进行馈电链路传输。针对Q/V高频段在抗雨衰损耗和射频器件成熟度方面存在的短板,对国外搭建的Q/V频段卫星通信试验系统以及所采用的抗雨衰技术、射频器件技术进行了简要介绍,综合提出了上行功率控制、自适应编码调制和智能网关分集等抗雨衰技术以及固态功放、空间功率合成和预失真线性化等高频段射频技术,旨在提升通信系统的建设和运行效率,从而为国内Q/V频段卫星通信系统的建设提供了一定的建设思路。

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。

Q/V频段高通量卫星通信系统抗雨衰设计

分析了高通量通信卫星系统的发展趋势,下一代高通量卫星的容量将达到1Tb/s,而其面临的挑战是现有的Ka频段频谱资源有限,因此需要将馈电链路从Ka频段迁移到频谱资源更多的Q/V频段。针对Q/V频段卫星通信系统可能遇到的问题--雨衰问题,详细分析现有的三种空间分集模式,从卫星载荷实现复杂程度、地面段投资成本分析每种模式优缺点。针对最为可行的N+P模式,展开其馈电链路可用度计算,并给出实现的关键技术--信关站切换策略。

毫米波天线在E频段和V频段的新发展

在无线通信网络高速发展的今天,持续的移动宽带的承载需求,常规的微波频谱资源已经被迅速消耗殆尽,因此作为高频段的毫米波天线有着广泛的应用前景,该文对近年来E频段和V频段的天线的新发展做了详细描述。介绍了应用于E频段和V频段的面天线、平面天线和行波天线的最新进展,并分析了这两个频段天线的特点和设计难点。

基于单脉冲跟踪体制的V频段宽带角跟踪接收机设计与验证

随着高通量通信卫星系统对星间数据传输速率需求的不断提高,星间链路的工作频段将由Ka频段逐渐向频率资源更加丰富的毫米波频段发展。为了满足星间链路对毫米波频段自动角跟踪系统的发展应用需求,给出了一种基于单通道单脉冲角跟踪技术的V频段宽带角跟踪接收机的设计方案。采用LTCC和MCM技术实现了V频段接收组件的集成一体化设计;采用基于IQ正交混频的跟踪调制器结合数字相位补偿的单通道单脉冲角误差信号处理技术完成了宽带输入信号的角误差信号解调。在产品研制基础上,搭建了V频段角跟踪接收机测试系统,测试结果表明该V频段宽带角跟踪接收机可以完成对-95 dBm~-55 dBm输入信号电平范围内多种宽带数据传输信号的角误差信号解调,角误差信号抖动优于±250 mV;表征输入信号电平强弱的AGC遥测电压随输入信号电平的增大而单调递增,各项指标满足V频段星间链路建链需求,为我国后续将要发展的毫米波星间链路系统奠定了扎实的技术基础。

Q/V频段电磁波在等离子体鞘套下的传输特性

高超声速飞行器再入地面时,由于飞行器表面等离子体电子密度分布不均匀,因此从背风面向天基中继卫星传输,可避开迎风面的高电子密度,并以Q/V频段为测控频段,经中继卫星转发至地面测控站。本文以波阻抗方法为基础,分析了Q/V频段在不同等离子体参数下的传输特性,并仿真了等离子体对Q/V频段天线波束指向的影响。结果表明:Q/V频段在等离子体中穿透性更好,可在更高的等离子体电子密度和碰撞频率下保持较低的衰减值。但Q/V频段下的天线波束指向偏差较大,随着频段的提高和入射角度的减小,偏差值逐渐减小。因此,应用Q/V频段,通过中继卫星转发实现实时通信,有利于缓解再入飞行器“黑障”现象。

小型有线电视V频段传输系统的改造

小型有线电视Ｖ频段传输系统的改造湖北黄冈师专电教中心李育林今天，利用共用天线接收的电视节目丰富多彩；利用卫星天线接收的电视节目更是异彩缤纷。因此，要根据实际情况，着手对早年建成的有线电视系统进行更新与改造。下面就这个问题，并结合我校现有一个小型有线电...

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。

Q/V频段波导法兰塑性变形研究

某微波单机在实验环节发现单机波导法兰由于强度不足发生塑性变形,影响连接可靠性。从法兰拧紧力矩、材料、法兰厚度等几个方面入手,通过力学分析及实验验证,研究满足法兰强度的设计方案。该研究最终确定的有效措施形成了Q/V频段波导法兰设计规范,并将此措施应用于以后的型号研制任务中。

中国降雨环境下QV频段分集方案可用度研究

参考ITU建议书,分析了降雨对于Q/V频段电磁波信号带来的衰减。使用仿真软件,生成了中国主要城市的降雨衰减情况。针对N+P分集抗雨衰方案,计算了达到99.9%所需的备用信关站数量。得出结论:在理想条件下,对于备用站数量为1、2、3的情况,系统最多可以支持的主用信关站数量分别为4、30、66;在中国的降雨环境的条件下,系统中主用信关站数量为10的时候,最少需要2个备用信关站。若上海、广州提高天线口径,可以使用1个信关站。

基于U/V频段的数据链中继问题研究

当数据链工作在U/V频段时,其传输距离为视距传输。而飞机飞出一定距离后受地形限制影响,往往需要通过中继通信来保持沟通联络。通过对中继信息和被中继用户数的不同,分析了对中继时隙的要求,并探讨了一中继机多被中继机时的系统中继容量问题。

沙尘暴对Q/V高通量卫星通信系统的影响研究

为缓解通信卫星频谱资源紧张程度,高通量卫星通信系统正向Q/V频段发展,毫米波在空间传播过程中容易受到沙尘粒子的散射和吸收作用而产生衰减,论述了电磁波在沙尘天气中传播的衰减模型,通过MATLAB编程利用电磁波在沙质媒介中传播的衰减模型进行仿真计算,得到不同仰角、不同频率下电磁波衰减量对能见度的依赖关系,量化了高频电磁波在沙尘天气中的传输损耗,为未来国内Q/V高频段卫星通信系统建设提供理论依据。

U/V超视距通信信道分析与系统设计

以充分开发利用U/V频段通信资源、研发U/V频段超视距通信系统为目标,在充分分析超视距传播信道特点的基础上,以大量野外实测数据为支撑,提出了一种适合U/V超视距通信系统方案,将频率隐分集、降速率与失真自适应解调以及自适应变速率有机结合,对混合、散射信道条件下的误码性能进行了仿真分析以及实测验证,验证了方案的可行性,实现了U/V频段通信设备的超视距通信能力拓展。

适合临近空间通信的Ka/V双频口径耦合天线设计

为了减缓飞行器在临近空间高速飞行时产生的等离子体鞘套"黑障"对其通信影响,根据ITU分配的临近空间3区业务频段,设计了一种在Ka/V双频段工作的口径耦合微带天线。该天线在中间缝隙开一圆孔,通过改变圆孔大小实现双频工作,并组成1×4的天线阵列,实现了在Ka和V两个频段的通信。设计结果表明:在Ka频段的-10 d B带宽达到11.33%,V频段带宽达到2.52%,满足其在临近空间3区业务的通信频段。该天线易于实现,结构简单,可为临近空间通信飞行器天线设计提供参考。

U/V超视距接收机指标点分析与设计

U/V频段指的是在225~800MHz内的信道传输,超视距概念是建立在视距实际测量的量传输地距离基础上的,基于地球的外观特性,在有限的距离内,无线电波的短距离传输指的是:当电波波长增加,电波传输距离增加,电波长度远远超出实际距离,超视距传输随之产生。本文就超视距传输展开讨论,以U/V频段超视距接收机为例,对其信道指标点进行分析,并详述系统设计要点。