1.3 GHz连续波超导射频腔的数字低电平射频系统和腔模拟器设计及测试

1.3 GHz连续波超导射频腔需要高精度低电平射频(LLRF)系统来稳定超导腔的电磁场。但由于1.3 GHz CW射频腔的高负载品质因数和宽电磁频段,射频腔在频域中的电磁带宽较小。射频功率源与射频腔体之间的微小电磁频率差异易造成发生器驱动谐振器控制系统的不稳定,最终导致腔体电磁场的变化。开发了一种自激环控制系统,以防止“有质”不稳定性的发生,并补偿微噪声的影响。此外,还开发了数字1.3 GHz射频腔体模拟器,用于验证LLRF系统的设计算法。测试表明,即使在射频腔失谐5 Hz时,自激励控制系统也能确保腔场的稳定性。经过对比,验证了1.3 GHz射频腔体模拟器是测试新算法的可靠平台。

用于铯芯片级原子钟的4.596GHz射频源研制(英文)

芯片级原子钟主要包括射频模块、物理封装模块以及其他的外围控制模块。射频模块的设计关系到芯片级原子钟的短期稳定度,所以射频模块在芯片级原子钟的设计时是非常重要的一部分。本文利用数字锁相环技术实现频率为4.596GHz的射频源,射频源由三部分组成,包括小数分频频率综合器、压控振荡器和环路滤波器。数字锁相环具有相位噪声低,频谱稳定度高等特点。此外,由于小数分频频率综合器是可编程的,可以通过配置N分频器与R分频器实现输出频率的快速扫描。与此同时,根据相关公式,可以计算出三阶无源环路滤波器的近似参数值,所设计的环路滤波器具有300kHz的环路带宽以及55°的相位裕度。最后,整个基于数字锁相环技术实现的射频源通过仿真、硬件实现以及测试。测试结果显示,射频源的相位噪声为-74.02dBc/Hz@300Hz,符合芯片级原子钟射频源的设计要求。

电子回旋共振波射频溅射系统设计

电子回旋共振波(ECWR)技术于20世纪70年代提出,是利用电磁波与电学各向异性材料(如带有外加静磁场的低压等离子体)的相互作用来产生等离子体的。ECWR技术有产生高密度等离子体、离子能量可控制在很窄的范围内、离子能量和离子流量可独立控制等优点,可有效控制薄膜的生长过程。本文以ECWR技术为背景,介绍了一种电子回旋共振波射频溅射镀膜系统的设计。

一种低功耗射频CMOS电荷泵锁相环的设计

描述了基于P型CSL(Current Steer Logic)架构压控振荡器的低功耗射频锁相环设计。其鉴频鉴相器模块采用预充电模式,具有高速、无死区等特点;电荷泵模块在提高开关速度的基础上,改进了拓扑结构,使充放电电流的路径深度相同,更好地实现了匹配;为了达到宽调谐范围的目的,电荷泵模块采用1.8 V电源电压,而压控振荡器模块采用3.3 V,这样可充分利用电荷泵的输出电压范围实现宽调谐。电路设计基于0.18μm 1P6M CMOS工艺,芯片实测结果显示,锁相环工作在940 MHz^2.23 GHz的频率范围内,功耗低于15.2 mW,芯片面积为750μm×400μm(不包括IO)。

雷达导引头低成本半实物仿真系统的应用

雷达导引头系统半实物仿真技术在导弹系统的研制中发挥着越来越重要的作用。常规半实物仿真系统造价昂贵,建设周期长,本文介绍一种雷达导引头半实物仿真系统的低成本实现技术,可以大大缩短建设周期降低实现成本,试验表明这种仿真系统完全能够满足测试要求。

RF溅射法制备PZT铁电薄膜及其表征

采用对靶溅射法在SiO2/Si基板上沉积Pt/Ti底电极,用射频(RF)溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si基板上制备了厚度约800 nm的PZT薄膜。XRD分析表明,Ar气氛中沉积,700℃下快速退火(RTA)20 min所得的PZT薄膜具有钙钛矿结构;SEM、AFM分析表明,该条件下所得薄膜的表面由平均粒径约219 nm的晶粒组成,较为均匀、致密。在1 kHz的测试频率下,PZT薄膜的介电常数为327.6,从电滞回线上可以得出,该PZT薄膜的矫顽场强为50 kV/cm,剩余极化强度和自发极化强度分别为10μC/cm2、13μC/cm2。

综合化射频信道的半实物仿真设计

随着电子信息系统综合化程度的提高,射频微波信道也变得日趋复杂,常规设计方法已经不能适应高性能产品的设计需求。结合半实物仿真技术,针对综合化微波射频信道设计,提出了一种系统设计与电路设计相结合、软件仿真与硬件验证相结合的新型设计方法,分析了设计中的关键技术。利用该设计方法可有效提高复杂射频微波系统的性能和研制成功率,减少研制周期和成本。

一种新型高频幅度稳定装置

介绍了兰州重离子研究装置主加速器 ( SSC)使用的一种新型高频幅度稳定装置 ,与原有的高频幅度稳定装置相比 ,新装置采用了双环稳定控制模式 ,并引入单片机控制处理模块 ,实际运行实验结果稳定度达到± 6× 1 0 -

高速PCB中电源完整性的设计

随着高速数字电路设计飞速发展,电源完整性设计受到了电路设计者的极大的关注。本文提出了电源完整性产生的原因,并对它们进行了分析,最后提出了解决PCB板中电源完整性问题的优化方法与经验设计。

射频/红外双模复合制导仿真试验系统

从射频/红外复合制导的特点和机理出发,对射频/红外复合导引头半实物仿真试验系统进行了研究,并分析和比较了“分口径”和“共口径”两种试验系统方案。对“共口径”仿真试验系统的总体设计进行了研究,分析了波束合成器设计及安装、双模复合导引头高速实时仿真、复合目标仿真系统集成等关键技术,并给出了具体解决措施。

NNBI射频功率源输出功率控制系统设计

设计了一种改进型射频功率源输出功率控制系统,解决了现有射频功率源使用中存在的输出功率稳定性与控制精度不足等问题,预期将应用于中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)负离子源中性束系统(Negative Ion Based Neutral Beam Injection System,NNBI)。采用ARM+CPLD双核设计的软、硬件分离控制结构,保障输出功率控制算法运行效率;采用数字化信号控制方法,实现输出功率的高精度控制;通过精确采样射频功率源实际输出功率和闭环功率控制方法设计,实现输出功率的高稳定性控制。对射频功率源样机进行输出功率控制系统模拟负载测试,结果表明:在额定输出功率为50 kW时,输出功率的控制精度高于0.1%、稳定性波动小于0.5%、人机交互软件功能完善。该方案预期可以搭配阻抗匹配网络满足CFETR NNBI射频功率源对输出功率控制的性能要求。

远程空空导弹半实物仿真中的关键技术探讨

针对远程空空导弹对半实物仿真的需求,对远程空空导弹半实物仿真的关键技术射频目标仿真的宽带性和共源性进行了分析说明,并结合具体射频目标仿真器结构特点,提出了解决这些问题的基本思路和方法。

多路并行延迟锁相式射频DAC设计

提出了一种适用于2GS/s以上速率射频DAC设计的结构——多路并行延迟锁相式DAC,并基于该结构实现了一款14位2.5GS/s高性能DAC。测试结果显示:积分非线性误差INL为±0.5LSB,微分非线性误差DNL为±0.4LSB;2.5GS/s转换速率条件下,输出100 MHz正弦波时SFDR为67.08dBc,IMD达到93.08dBc,输出550 MHz正弦波时,SFDR为56.42dBc。

数字相控阵雷达同步技术研究与实现

数字相控阵雷达的同步问题在雷达阵面设计中是一个关键性的问题,其雷达天线阵面集成了模数变换器阵列和数模变换器阵列及数字信号预处理阵列,数字阵列工作时钟的频率高低和阵面规模是决定同步难度的关键性指标;论述了大规模阵列的数字同步精度指标需求,同步难点如基准时钟、工作时钟、同步时钟等信号的时序偏斜及抖动约束条件分析;文章创新性地采用了解决问题的技术途径:分布式频率源、同步时钟分配网络、同步实时监控及主动调整等关键技术,达到了精确同步的效果,进而实现了高采样率下的数字阵列雷达同步。

射频锁相频率合成器的设计与仿真

频率合成器可以提供大量精确、稳定的频率作为无线通信设备的本振信号。简要介绍了锁相环频率合成器的基本原理,并利用整数N锁相芯片ADF4112设计了一个宽波段的频率合成器。讨论了其中主要元器件的选择和环路滤波器的设计,利用先进设计系统(Advanced Design System,ADS)仿真软件对设计方案进行频域和瞬态响应仿真,并使用其中的优化工具对各个参数进行优化。仿真与优化结果验证了频率合成器的可行性,同时可以得到优化后环路滤波器的参数。

射频/红外复合制导半实物仿真技术的发展

射频 /红外双模复合制导技术的不断发展引发了对射频 /红外双模复合制导仿真工具的迫切需求。国外从 20世纪 80年代末就开始了射频 /红外半实物仿真系统的研究。分析了美国海军空战中心等 4个单位的射频 /红外半实物仿真系统及其发展过程、技术特点。

射频仿真中直升机旋翼信号的建模与实现

作为中、近程导弹武器系统的主要作战对象,武装直升机低速飞行或旋停时,其机身回波极易被背景杂波掩盖,导引头很难识别,所以只能通过旋翼回波信号跟踪目标。简要介绍了直升机旋翼谱的理论模型,并详细介绍了旋翼谱基带和射频复现的方式。在成功复现直升机射频信号的基础上,完成某型号导弹攻击直升机半实物仿真试验,半实物仿真试验结果表明了直升机旋翼信号射频复现方式及建模的有效性、正确性和实用性。

基于rfPIC无线发射器件环形天线的研究和设计

本文基于MICROCHIP公司生产的rfPIC12F675芯片,提出了一种微小型天线的设计方法及其调试技术。通过设计rf-PIC12F675的天线原理图和PCB板图,阐述了PCB板上环形天线的设计方法、参数确定途径、调试方法和设计PCB板时应该注意的问题。试验表明,该设计使天线能够有效地将信号发射出去,并且具有体积小,功耗低和效率高等显著优点。

汽车钥匙高频通讯的硬件电路设计与研究

在汽车钥匙高频通信的硬件电路设计中,由于其工艺结构的限制,钥匙端的发射天线普遍采用印刷电路板(PCB)环形天线,这种小型天线最大的缺点是效率低且Q值高。为解决这种天线所带来的钥匙与车身基站通信的距离短和不稳定性问题,通过对射频系统的相关理论和PCB环形天线分析介绍,结合实际PCB环形天线的仿真结果给出了一种硬件电路匹配模型,有效地提高了钥匙高频通信的发射功率和高次谐波抑制能力。同时考虑到钥匙与车身的高频通信稳定性,提出了降低匹配网络节点品质因素Qn的设计方法,并且利用仿真数据发现此种方法能够有效减少网络器件误差对通信距离的影响。

多线程通信方法在高频幅度控制中的应用

高频系统幅度控制环路开环时,束流将会在腔上引入与正常工作腔压可比的场,流强升高时束流要从腔上得到更多功率,此时腔自身消耗的功率保持不变,这就要求高频幅度控制发挥作用,满足束流和腔功率的要求。作为高频系统监控程序的一个组成部分,本文采用了多线程串口通信的方法实现了对SSRF高频系统激励电平的控制。