覆盖整个UHF频段的吸波结构

设计了一种覆盖整个特高频(Ultra-High Frequency,UHF)频段的超宽带吸波结构.利用了磁性材料的磁导率随频率减小而增大的特性,降低了吸波结构性能对频率的敏感性;结合等效电路方法,引入电损耗,进一步改善了吸波结构的低频性能.在整个UHF频段测量了羰基铁粉的介电常数和磁导率,采用遗传算法优化了等效电路参数,采用全波仿真软件优化了结构参数,在低频端对所加工的吸波结构的反射系数进行了测量.测量结果、仿真结果和等效电路结果吻合良好.所设计的吸波结构的相对带宽超过164%,厚度为最低工作频率波长的2.9%.

UHF波段功率放大器设计

为某UHF波段的发射机设计一款己类功率放大器,工作于频段430~455 MHz,介绍了谐波控制和匹配网络的设计。在放大器输出匹配网络前添加谐波控制电路,通过对晶体管漏极的谐波控制生成己类放大器的工作波形。同时,在输入、输出阻抗是复阻抗的情况下,使用简化实频技术对电路进行匹配,提高了匹配网络的效率。测试结果显示,该放大器输出功率达60 dBm,对应的增益为20 dB,PAE为79%,达到设计要求。

火星探测UHF频段原位通信关键技术研究

火星是人类探索太阳系的下一个里程碑,由于地球和火星之间的距离非常遥远(最远距离约4亿千米,光行时约22 min),为了最大限度地完成火星车和地球之间的高效通信,火星车和火星环绕器之间的器间原位中继通信技术就显得尤为重要。针对大椭圆轨道下器间通信信噪比低、信号参数变化快、全自主要求高及质量功耗约束极为严苛等难点,提出了一种UHF频段器间原位通信技术,主要包括超高灵敏度高动态自适应信号解调、高精度多普勒测量、基于CCSDS Proximity-1的协议一体化集成融合和面向火星复杂环境的高集成度高收发隔离产品工程化设计,实现了捕获灵敏度优于-141 dBm、解调灵敏度(1 kbit/s)优于-134 dBm、频率动态范围优于±26 kHz、多普勒测量精度优于10 mHz、收发隔离大于180 dB、弧段内全自主高可靠高吞吐率通信及基于架构统型的系统/单机极限优化,相关指标优于美国系列火星探测器中的“Electra”。经祝融号火星车和天问一号火星环绕器、ESA“Mars Express”火星轨道器在轨实际测试,测试数据符合预期,为中国首次火星探测的圆满成功做出了重要贡献。

宽带UHF无线电波在隧道中的传播信道的特性

本文分析了宽带ＵＨＦ无线电波在隧道中的传播特性。研究表明：在隧道全空和有障碍物时，Ｒｍｓ时延扩展分别不大于２２ｎｓ和１０３ｎｓ。由此可知，隧道无线电波具有较宽的相关带宽，即使不进行补偿，也可支持每秒１Ｍｂｉｔ的数据率。隧道无线电波传播信道与频率密切相关，频率越高，接收信号的起伏越大，Ｒｍｓ时延扩展也越大。

UHF波段海杂波时间相关性的海浪状态影响分析

为了改善杂波建模效果和提升雷达目标检测算法的海洋环境适应性,基于超高频波段实测数据,分析不同海浪状态下海杂波时间相关性的时域及频域特性规律和差异。重点研究了不同海情和浪向下的去相关时间、频移及谱宽变化趋势,给出多种海洋参数组合下的参考值,并对比浪高及其他海洋参数的影响程度。结果表明,随着海情的升高,去相关时间缩短,谱宽和频移增加,特别在中高海情下随浪高变化趋势更为明显。逆浪向谱展宽程度大于侧浪向,且频移呈现随擦地角减小而增大的趋势。

用于电气设备局部放电超高频信号监测的0.4~1GHz分形天线

为检测电气设备局部放电的超高频（UHF）信号,设计了一种新型超宽带分形天线。该天线融合了分形技术与共面波导技术,从而具有超宽带的特性。对天线的几何参数进行了优化仿真,结果表明：该天线的电压驻波比（VSWR）＆lt;2的频带范围为0.4~1 GHz,在频带内方向性良好,能够实现全向辐射;天线具有较高增益,在0.4~1 GHz频带内平均增益约为1.5 dB;天线尺寸较小,厚度仅为1 mm。搭建了相应的试验平台,对天线的实际应用效果进行了测试,结果表明：所设计的天线具有高增益、高信噪比,可以有效地检测到0.4~1 GHz频带内的超高频信号。因此这种天线在电气设备局部放电在线监测领域具有一定的应用前景。

室内UHF波段高精度RCS测试方法及定标技术研究

针对UHF波段的RCS测试在室内精度较差的问题,给出了一种采用步进频率体制实现室内UHF波段高精度RCS测试的具体方法。基于高分辨能力的步进频率信号,依托高性能吸波材料和低散射泡沫支架优化测试背景环境,采用宽带对数周期天线作为收发天线进行准单站模式测量,运用多种数字信号处理技术校准测试误差,利用金属球在非光学区的频率特性进行定标,实现了室内UHF波段高精度RCS测试。通过实验验证,该方法可获取整个UHF波段的有效数据,对于直径为15 cm的金属球,全角域测试误差小于±1 dB。

基于曲流技术的多频段特高频传感器的研制

变电站局部放电（PD）检测特高频传感器的工作频率范围为300~1 500 MHz,为避开该频段内手机信号等诸多外界干扰,基于环形天线原理和曲流技术设计了一种新型多频段全向特高频传感器。通过仿真和实测研究了该传感器的局部放电检测性能,并将其与宽频传感器的局部放电检测性能进行对比。结果表明,该传感器的工作频段为480~520、800~850、1 100~1 150 MHz,覆盖了电晕放电、沿面放电、自由金属微粒放电3种典型的局部放电缺陷信号的主要频率范围;且具有体积小、近似全向测量和灵敏度高的特点。该传感器能较好地检测各种类型的放电信号,满足变电站局部放电检测及定位要求。

基于锁相环技术的UHF频段宽带频率源设计

针对UHF频段的通信系统,研制了一种UHF频段的宽带频率源。采用锁相环频率合成的方法,通过对器件选型、参数设定、环路滤波器等关键部分详细分析的方式,完成了UHF频段频率源的设计。测试结果表明,该频率源的工作频率范围为300 MHz^350 MHz,步进频率为10 k Hz,杂散抑制优于-45 d Bc,相位噪声优于-50 d Bc/Hz@100 k Hz,输出功率大于-15d Bm,各项指标满足实际工程应用要求。

“天问一号”火星探测器UHF频段中继通信系统设计

“天问一号”火星探测器超高频(Ultra high frequency,UHF)频段中继通信系统作为中国首次火星探测任务实现的重要组成部分,负责为着陆巡视器与环绕器之间在火星进入、下降、着陆阶段(Entry,descent and landing,EDL)与火面巡视阶段提供高效可靠的通信服务。本文对中国火星探测器UHF频段中继通信方案进行了介绍,给出中继通信系统的组成、技术指标及链路设计方法,并对在轨飞行试验数据进行了分析。结果表明,全新研制的“天问一号”探测器UHF频段中继通信系统圆满完成了任务目标,其设计、实现和应用为后续中国深空中继通信系统研制提供了技术参考。

城市移动数字电视地面广播的信道噪声模型

21世纪以来,中国的一些大城市先后开展了数字电视地面广播试验,并实现了车载移动接收数字电视.试验中发现:车载天线因时空限制难以避开干扰源,白噪声与脉冲相混合的噪波不断地影响着车载数字电视系统的接收效果.为了进行高效的传播信号覆盖规划,需掌握实际运行环境中数字电视地面广播信道的噪声情况.本文介绍了上海市内公共交通线上UHF频段内某个频道的平均噪声功率测量结果;通过对噪声功率概率累积分布曲线的回归分析,不仅获得城市中三个典型交通环境下该UHF频道的噪声系数模型,而且给出了频道噪声系数统计分布的上侧十分位数K倍方差值.

宽带超高频局放检测壳装天线设计方法研究

用于局部放电(PD)检测的宽带超高频(UHF)天线在实际应用中需要加金属壳来屏蔽外界电磁干扰,使得天线频带和驻波比特性发生改变,无法满足PD信号测量要求的宽带特性。本文提出采用吸收材料对局放宽带UHF检测天线驻波比进行改善,对加装金属壳后天线方向性与增益、驻波比等特性变化进行了仿真与分析,重点分析了吸收材料尺寸对天线性能的影响及改善程度,实际设计了一种带有金属腔的局部放电宽带UHF测量天线,实测了增加金属腔、吸收材料对天线各方面性能的影响变化。分析与测量结果表明:金属腔使天线方向性与增益增强、阻抗带宽和驻波比特性变差,在金属腔内增加介质吸收材料可以有效改善天线阻抗带宽和天线驻波比特性,满足PD测量中对UHF天线的带宽要求。为实际PD测量中UHF天线设计提供理论与实践依据。

人工林UHF频段电波传播场强预测模型

人工林无线电波传播场强模型是合理设计人工林环境无线电遥测遥控等通信电路的理论依据.该文在分析无线电波传播机理的基础上确定了人工林UHF频段传播损耗的三大组成部分及相应的计算方法,提出了人工林中某接收点处电场强度的预测模型.经过对北京西山人工侧柏林中不同参数的场强测试数据进行分析,校验了所建模型具有很高的精度.

一种UHF频段的标签天线的设计与分析

标签天线是RFID系统的关键部件,UHF频段RFID系统多采用偶极子天线及其变形型式。针对目前标签天线小型化的实际要求,设计了一款对称弯折偶极子天线,并对天线的主要结构参数对天线阻抗的影响作了仿真分析。针对具体的标签芯片,设计了尺寸仅为26.4 mm×28 mm×0.8 mm的标签天线.该尺寸具有明显的小型化优势,具有较好的S11特性和全向性。其10 dB带宽包含了整个UHF频段,具有宽频带特性。

一种基于动目标聚焦的SAR-GMTI方法

由于输入信杂噪比(Signal to Clutter Noise Ratio,SCNR)较低,杂波抑制后超高频(Ultra-High Frequency,UHF)波段合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像中剩余静止目标杂波导致系统虚警概率较高。该文提出一种动目标筛选方法,能够判断恒虚警概率(Constant False Alarm Rate,CFAR)检测器检测到的目标是否为动目标。提出一种动目标原始数据恢复方法,能够从整幅SAR图像中恢复任意孤立点的多普勒相位历史。采用距离多普勒处理对恢复的数据成像,然后采用方位自聚焦处理对所成子图像进行重新聚焦。如果子图像中目标为静止目标,则聚焦前后子图像不变,否则图像被重新聚集。通过检测图像的变化可以排除虚假动目标。仿真及实测数据处理结果说明了该方法的有效性。

一种圆极化天线极化特性的幅度精测方法

文章介绍了一种圆极化天线极化特性的测试方法。该方法仅利用幅度测量得到圆极化天线极化椭圆相关数据,就可获得圆极化天线主极化、交叉极化、圆极化轴比等全部信息。该方法简单可行且可获得精确的极化特性测试结果。应用该测试方法,结合使用时域硬件门测试技术,在紧缩场成功实现了星载大型UHF螺旋天线的测试,获得了理想的测试结果,使得大型紧缩场双反射面系统在UHF频段的应用成为可能。

局部放电超高频窄带信号监测技术

根据局部放电超高频窄带信号的特征,分别介绍了利用Nyquist采样技术、混频技术和窄带抽样技术实现局部放电超高频窄带信号监测的三种方法。且以低通采样和带通采样理论分析并对比了这三种方法的工作原理。在实验室利用数字仿真技术代替部分硬件实现了三种方法能够同时获取同一超高频信号经过不同带通滤波器后的窄带信号。仿真实验结果分析表明:混频技术可降低超高频窄带信号采样频率并保留其峰值和相位特征;而窄带抽样技术则能够恢复信号的超高频窄带分量,且保存了局部放电信号在此窄频带内较完整的信息。这为研制具有不同功能的局部放电超高频信号在线监测与诊断系统提供了试验依据。

特高频/甚高频频段OFDM系统同步技术的算法改进及仿真

本文研究了一个以OFDM技术为核心,大幅提高VHF/UHF频段频带利用率的无线数据通信系统,并对该系统的关键技术——同步进行了较为详细的讨论,包括帧同步、符号同步及小数倍频偏、整数倍频偏同步.与已有文献记载的同步方案相比,该系统不但具有较小的运算量、较低的实现复杂度,而且具有较好的性能.

检测GIS局部放电的小型化平面螺旋天线研究

为满足超高频检测法对天线小型化、宽频带的设计要求,设计了一种用于气体绝缘全封闭组合电器(GIS)局部放电检测的小型化平面螺旋天线。该天线是在传统阿基米德螺旋天线的基础上进行正弦波曲折化处理后,来达到小型化的目的。天线的测试结果显示在920 MHz^3 GHz频带范围内电压驻波比(VSWR)<2。天线结构简单,尺寸较小,口径为97 mm,剖面高度为51 mm;具有超宽带的特性,在工作频段内方向性良好,能够实现全向辐射。最后,在实验室搭建了测试平台,将天线和外置超高频传感器进行了局放测量效果的对比,结果表明,所设计的天线特性良好,可用于GIS局部放电检测。

一种UHF波段8通道数字阵列模块设计

介绍了采用高精度数字延时补偿和一次有源混频方式的UHF波段8通道数字阵列模块,其内部集成8个相互独立的模拟收发通道、8通道数字接收、8通道数字波形产生,以及本振功分器、时钟分配器、分布式电源、数据传输和光电转换等部分,其单通道发射输出脉冲峰值功率大于180W,脉内信噪比大于55d B,脉冲顶降小于1d B,接收噪声系数小于2.0d B,接收信噪比大于55d B,通道间隔离度大于30d B。该数字阵列模块集成度高、接口简洁、性能稳定、环境适应能力强、可靠性高,现已批量应用于某远程预警相控阵雷达。