基于多注速调管的S波段9MeV能量可调加速管设计与研制

设计了一种S波段9 MeV驻波电子直线加速管。工作频率为2998 MHz,管长为780 mm。其使用3.1 MW多注速调管作为微波功率源,最大工作比可达到2‰,同时通过调节加速管输入功率及电子枪高压,可实现打靶电子束能量连续可调,可应用于无损检测领域,为工业探伤提供合适的能量、提高探伤效率。本文以工业领域常用的9 MeV/6 MeV能挡为例进行仿真设计及束流测试。

S带建筑用石膏吸波板的宽化设计与制备

通过对单层石膏板加电阻层、双层石膏板加电阻层的S带(2～5 GHz)电磁波吸收性能的理论计算,发现通过复合可以实现吸收带宽的大幅宽化,在S带中高于-15 dB的吸收范围几乎升至100%.λ/4吸波体试验结果与理论值吻合较好,双层吸波体略差,证实宽化设计完全可行.此成果为S带新产品研制以及实现产业应用奠定了理论和试验基础.

自动增益控制技术在S波段光接收系统中的应用

介绍了一种新型自动增益控制技术在S波段光接收系统中的应用。该技术利用对数检波器AD8318进行检波回环,接收动态范围广,可广泛应用于S波段光通信、无线通信系统组网中。

高效率S波段135W和C波段80W空间行波管的研制

S、C波段空间行波管通常用于卫星通信系统。北京真空电子技术研究所已经研发出高效率S波段135 W空间行波管和C波段80 W空间行波管。本论文主要介绍S、C波段空间行波管的电设计方案和主要电性能参数。

Morse-3型S波段测波雷达比对试验结果分析

为了评价Morse-3型S波段测波雷达试验数据的有效性和实际观测效果,在遮浪岛附近以MKIII型波浪骑士浮标作为比对仪器进行试验。比对结果显示,所有参数的测量结果均略高于比对仪器的测量结果,且两者的相关性较好,平均波高和对应波周期测量结果最好。波高数据相关系数为0.936,误差介于（-0.1～0.1）m和（-0.2～0.2）m的概率分别为58.59%和99.38%;波周期误差介于（-1.5～1.5）s的概率为64.18%,误差标准偏差为0.50 s。

霍尔推力器羽流对S波段电磁波的衰减研究

霍尔推力器羽流对S波段电磁波信号有衰减作用,这对星上推力器与天线的布置策略有重要影响。为研究S波段电磁波的衰减程度,建立几何光路算法,对电磁波在等离子体羽流媒质中的传输衰减进行数值描述,并以试验所测的信噪比数据来验证算法精度。验证试验采用空间透射波法,在相同工况的试验与计算结果对比中,最大计算误差为26.1%,平均误差为7.3%;在趋势上,试验结果与计算结果保持一致。在此基础上,针对84个在轨典型工况进行S波段电磁波信噪比衰减计算,结果显示:羽流对电磁波的吸收作用是影响衰减的主要因素,衰减最大区域出现在天线位置0.3~0.6 m、方向角15°~30°的区域,衰减值在-7^-4 dB之间。该结果可为霍尔推力器与天线在卫星的布置提供参考依据。

基于DSP的PRUSS实现严格实时中断

在S波段测波雷达系统中,系统的相干性直接影响了系统对海浪参数的测量。对于采用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)为核心处理器的微波雷达系统,由于DSP的SYSBIOS系统对硬件中断的响应和任务调度存在时间不定性,破坏了系统的相干性,导致回波信噪比下降。针对这一问题,提出利用DSP的可编程实时单元子系统(programmable real-time unit subsystem,PRUSS)对中断采集信号进行实时查询与响应,可以实现中断的无延迟响应,严格保证了雷达对信号回波采集的相干性。

2 GHz宽带低损耗SAW滤波器的研制

利用射频电路模拟软件中构建的声表面波(SAW)低损耗滤波器设计工具,对S波段SAW滤波器的设计技术展开研究。通过建立集总参数模型,分析高频下封装效应对滤波器性能的影响,并成功研制出中心频率达2.2GHz,最小插入损耗为-3dB,相对带宽达到7%的SAW滤波器,测试与仿真结果基本一致。

S波段GaN功率放大器MMIC

基于0.25μm Ga N HEMT工艺,研制了一款S波段Ga N功率放大器单片微波集成电路（MMIC）。该电路采用三级拓扑放大结构,提高了放大器的增益;采用电抗匹配方式,减小了电路输出级的损耗,提高了MMIC的功率和效率。输出级有源器件的布局优化,改善了放大器芯片的温度分布特性。测试结果表明,在2.8~3.6 GHz测试频带内,在脉冲偏压28 V（脉宽100μs,占空比10%）时,峰值输出功率大于60W,功率附加效率大于45%,小信号增益大于34 d B,增益平坦度在±0.3 d B以内,输入电压驻波比在1.7以下;在稳态偏压28 V时,连续波饱和输出功率大于40 W,功率附加效率38%以上。该MMIC尺寸为4.2 mm×4.0 mm。

S波段系列干负载的研制

微波组近年来研制了一系列S波段干负载。使用CST对S波段系列干负载进行仿真优化设计,仿真结果在中心频率2856 MHz处电压驻波比均小于1.04,满足电压驻波比小于1.1的频带宽度都大于100MHz。以上所有干负载的实际加工产品低功率测试电压驻波比均小于1.05,其中14介质柱高功率干负载已由韩国完成了高功率测试,测试时在重复频率60Hz,脉冲宽度1μs,速调管输出50.7 MW的情况下,干负载电压驻波比为1.09且工作状态稳定。其他各型干负载也都已安装于国内外加速器上,经过了长时间的稳定运行,性能可靠。

S波段1kW连续波磁控管拓展注入锁频带宽

注入锁频技术是实现多只磁控管相干功率合成的关键技术.对S 波段1 kW 连续波磁控管输出信号频谱的改善进行研究,分析了灯丝电流对磁控管输出特性的影响,通过降低灯丝电流使磁控管自由振荡下的输出微波频带宽度由10 MHz 降低至300 kHz.通过提高参考信号的注入功率,有效地拓展了连续波磁控管的注入锁频带宽,最终获得了高达14 MHz 的注入锁频带宽.在不同注入功率比的情况下,该连续波磁控管的外观品质因数QE 为52-72.

基于FBAR技术的S波段低插损滤波器

研制了基于薄膜体声波技术的S波段低插损带通滤波器。该滤波器芯片典型测试性能为,相对带宽1.3%,插损优于2dB、回波损耗优于-12dB、带外抑制40dB、温漂系数-11×10^-6/℃。该滤波器芯片采用薄膜体声波谐振器(FBAR)作为基本构成单元,使用AlN压电材料、空气腔作为底部声反射结构,机电耦合特性优良、声学损耗小。使用该FBAR滤波器芯片可构成多通道滤波器组,从而极大地缩小滤波器组的体积。

S波段雷达探测中的高精度电波折射误差修正方法

为提高S波段雷达探测精度,首先分析了对流层和电离层等电波环境对S波段雷达探测精度的影响,得出电波环境对信号产生的折射误差是影响雷达探测精度的主要误差源;然后利用射线描迹法,给出了对流层和电离层折射参数实时高精度遥感和探测方法,以实现S波段雷达全方位、多目标折射误差修正;最后对利用该方法研制的某型电波折射修正设备进行了验证.外场试验结果表明,该设备可实现对流层、电离层一体化实时高精度感知,可有效消除电波环境引起的距离和仰角折射误差,提高雷达探测精度.

3.4 GHz频率的S波段SAW滤波器

该文研制了一款频率3.4 GHz的S波段声表面波(SAW)滤波器。该滤波器采用一种由新型谐振器构成的阻抗元结构,能提升抗热释电静电损伤能力,用时可在一定程度上提升器件的功率承受能力。同时研制了尺寸为2.0 mm×1.6 mm的芯片级封装(CSP)基板。采用倒装焊工艺实现了芯片与CSP基板的电连接,降低了电磁寄生影响。结果表明,研制的SAW滤波器频率为3.408 GHz,插损为2.23 dB,8 GHz远端阻带大于30 dB,且实测的功率承受能力达到30 dBm。

基于广义S变换的不同类型泥石流声波试验研究

开展稀性、过渡性、黏性泥石流等3类泥石流声波模型试验后,通过引入窗函数参数,提出一种广义S变换,分析不同类型泥石流声波信号的时频特征,针对传统傅立叶变换的不足,运用小波包变换方法,提取声波信号的频带能量分布特征。研究表明:①相比较传统的时频分析手段,广义S变换具有优良的时频聚焦性和分辨率;②随着泥石流重度的增加,泥石流峰值频率向低频移动;③经小波包变换可将信号分解为8个频段(0~6.25,6.25~12.5,12.5~18.75,18.75~25,25~31.25,31.25~37.5,37.5~43.75,43.75~50 Hz),稀性泥石流主要分布在S6-8,过渡性和黏性泥石流能量集中于S2-4内;④基于声波信号频率区间和频带能量可综合识别不同类型泥石流。

低磁场S波段相对论返波振荡器模拟与实验

为实现高功率微波(HPM)系统的小型化,设计一个S波段较低磁场相对论返波管(RBWO)振荡器。针对低磁场特点,分析慢波结构、引导磁场、束压、束流等对输出微波的影响,通过模拟软件(PIC)优化结构。以此设计引导磁场为0.24 T,电子束束压为725 kV,束流为6 kA,频率为3.53 GHz,输出微波功率为1.22 GW,束波转换效率为27%的低磁场S波段相对论返波管。仿真实验结果表明:在强流电子束加速器平台上外加磁场为0.24 T时,得到平均功率1 GW、频率3.58 GHz、脉宽90 ns的微波输出,与理论值一致。进行了重频为1 Hz,20 s的稳定性实验,该实验结果为实现相对论返波管的永磁包装奠定了良好的基础。

S波段耦合腔行波管非线性注-波互作用方程组的数值解

推导了考虑相对论效应的一维非线性注-波互作用自洽工作方程组。借鉴田炳耕的圆盘模型推导空间电荷场。对空间电荷场表达式提出简化假设并使其归一化,该假设将大大节省考虑空间电荷场时的计算时间。编写计算机程序对注-波互作用自洽工作方程组进行了数值求解,利用该程序分析了空间电荷力对注-波互作用的影响,得出S波段耦合腔行波管的效率,增益和瞬时带宽。计算结果表明：在2.87～3.35 GHz频带范围内效率达到14%以上,增益大于18.5 dB,瞬时带宽达到15%,结果达到设计要求。

S波段空间行波管的二次谐波抑制技术

饱和输出功率120 W,效率60%的S波段空间行波管项目正在进行,以满足未来遥感和深空探测通讯的需求。该空间行波管由于工作频带低,二次谐波偏大的问题显得尤为突出。在设计阶段,通过选择合适的高频结构尺寸和采用"双渐变"技术,成功地将二次谐波抑制在-15dBc的水平,达到了规范要求的指标。

S波段空间行波管返波振荡抑制研究

本文针对公司配套某型号卫星用S波段空间行波管输入端存在返波振荡的问题开展抑制方法研究,利用微波模拟器套装MTSS软件通过合理设计螺距相速跳变方式和进一步匹配夹持杆衰减器分布方式及长度分配,消除了行波管输入端存在的返波问题,同时改善了行波管流通率,整管效率也提升3%左右,其他非线性指标同步改善。

S波段动中通天线在移动载体中的应用

本文提出一种S波段动中通双向通信天线,通过微惯性陀螺系统和伺服控制系统,采用卫星初始对准、隔离车辆、航空器以及船舶等载体运动、自动跟踪技术以及丢星处理等一系列措施,实现某卫星的稳定跟踪。应用于移动载体上,在海洋、边远地区或者信号绝缘地区实现数据以及语音通信,消除了中国边远地区信号盲区,降低危险隐患,大大加强中国的安全防护措施。