VHF频段小型化千瓦级GaN功率放大器

为了满足VHF频段对高功率放大器小型化的需求,设计并制备了一款基于05μm GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺的VHF频段小型化千瓦级功率放大器。通过采用多节微带电容网络和高介电常数的印制电路板(PCB)实现了末级功率放大器匹配电路的小型化;以高通滤波器作为级间匹配电路,在减小电路尺寸的同时,提高了链路增益;采用混合集成工艺,实现了电源调制器、前级驱动功率放大器和末级功率放大器等各单元的小型化高密度集成。测试结果表明,在024~030 GHz频带内,该功率放大器的工作电压为50 V,工作脉宽为100μs,在占空比10%、输入功率10 dBm的工作条件下,带内输出功率大于1000 W,功率附加效率约为60%~69%,功率增益大于50 dB,功放体积为46 mm×30 mm×6 mm。

基于谐波抑制的小型化高效率功率放大器设计

针对传统VHF波段功率放大器存在的体积大、效率低、谐波干扰严重等问题,利用集总参数元件设计了一款工作于该波段的小型化、高功率、高效率功率放大器。通过在功率放大器的输出匹配电路中引入多级LC谐振网络,实现了对谐波分量的有效抑制,提高了功率放大器的线性度和效率,也改善了电磁兼容性。实物测试结果表明,该功率放大器的饱和输出功率约为44.9 dBm,饱和功率增益为14 dB,功率附加效率为62%,性能优良,具有较好的实际工程应用价值,可广泛应用于航空、航天等领域。

LDPC码译码算法及性能分析

为了进一步降低低密度奇偶校验(LDPC)码译码算法的复杂度,基于经典置信传播(BP)译码算法,给出了对数域迭代后验概率对数似然比(APP LLR)算法。通过概率域的和积算法(SPA)和对数域的迭代APP LLR算法的性能仿真及分析可见,迭代APP LLR算法能以较小的性能损失换取复杂度的大幅降低。进一步选用迭代APP LLR算法,结合不同地形条件下的VHF频段信道模型,仿真了LDPC码编译码系统的性能。理论分析及仿真结果均表明,基于迭代APP LLR算法的LDPC码,实现简单,性能优异,具有良好的工程应用前景。

115MHz频段雷电波形特征分析

在云闪雷电定位系统中,根据雷电信号的时域特征设计检测概率高、虚警率低的雷电检测算法至关重要。研制了一套中心频率为115MHz、带宽为10MHz的甚高频(very high frequency,VHF)频段雷电信号接收、采集与实时流盘存储系统,基于短时能量参数法对大量实采数据进行了统计分析,初步获得了雷电发生至结束过程中,其VHF频段电磁辐射信号的时域分布规律。以雷电脉冲持续时间、雷电脉冲时间间隔以及相对能量大小为统计特征,雷电信号可分为单峰能量脉冲和多峰能量脉冲群。上述结论可为确定雷电信号检测门限和数据缓存深度、处理吞吐率提供指导。

发电机局部放电甚高频检测方法的研究及应用

分析了0．04～100MHz、5～20MHz、5～50MHz、15～50MHz4个测量频带对发电机局部放电测量的影响，同时针对连续周期干扰和随机脉冲干扰的抑制特点，讨论了发电机局部放电检测中有效的抗干扰方法动态阈值法、滤波法及单个脉冲时序对比法，并分析了单个脉冲时序对比法的现场应用效果。最后得出：5～50MHz的测量频带的信噪比较高，基于甚高频测试技术和双传感器耦合的单个脉冲时序对比法抗干扰效果良好。

一种改进的超短波带通滤波器设计方法

针对传统滤波器设计方法在超短波带通滤波器设计过程中出现的通带偏移问题,将基于有限元法的电磁场仿真软件与基于矩量法的电路仿真软件结合起来,提出了一种改进的滤波器设计方法;并对工作于50~110 MHz的带通滤波器进行了设计。将仿真设计结果与实验结果进行了对比,验证了该改进的滤波器设计方法很好地解决了通带偏移的问题。

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.

基于连续模FV类的VHF频段放大器设计

文章利用CREE公司的CGH40006P,完成了VHF频段高效放大器设计,该设计不同于此频段的通常设计方法。设计中,基于连续模放大器FV模式的设计理论,在F类放大器偏置条件和基波阻抗的基础上,通过改变时域电压的波形,得到了连续模FV类模式下的阻抗条件。利用微波波形工程的方法,通过仿真,完成了放大器输出电压电流波形、动态负载线的设计控制以及对应的微波大信号特性。通过空气绕制电感、高Q射频电容及微带线,完成基波、二次谐波和三次谐波的匹配。在165MHz连续波输出情况下,放大器输出功率为39dBm,增益为26dB,功率附加效率为81%。在150MHz～200MHz、 28%的相对带宽内,最大功率为39.1dBm;在全频带内,功率附加效率大于65%,最大功率附加效率为87.9%。在-40℃～+70℃温度范围内,放大器的输出功率及功率增益差别小于0.15dB。

基于一阶循环均值算法的VHF频段信号调制分类识别方法研究

针对现有调制识别算法在低信噪比环境条件下识别率较低的问题,首次提出一阶循环均值算法对VHF频段信号进行调制分类识别,识别率得到大幅度提高。在估测一阶循环频率系列对应的一阶循环均值的基础上,选择一阶循环均值绝对值超过设定的截止值所对应的一阶循环频率作为候选循环频率,再通过循环平稳测试决定选择候选循环频率数目,实现对信号的调制分类识别,在信噪比大于-6 dB时,分类识别率可达到98%以上。

米波雷达应对多路径效应的系统设计

随着国内外隐身飞行器装备的迅速发展,米波雷达再次成为雷达领域研究的热点之一。米波雷达具备阵元少、隐身目标反射面积大、可靠性高、成本低等优势,但基于米波频段较低的特点,俯仰维度波束宽度较宽,易受多路径影响,从而对米波覆盖空域、测高精度等性能产生了影响。结合当前数字阵列雷达技术发展,从米波雷达系统设计的角度,针对提高米波测高精度、空域覆盖连续性的设计方法进行分析,同时针对将多输入多输出等新技术融入到米波雷达设计中来应对多路径问题的可行性进行分析。

一种新的FOPEN UWBSAR目标检测方法

针对VHF/UHF波段超宽带合成孔径雷达探测叶簇隐蔽目标的应用场合,提出了一种目标检测算法。该算法依据目标与树干回波的子孔径轨迹的起伏差异,以主成分分析的第二主元为特征,提取了超宽带合成孔径雷达对目标进行大积累角观测所提供的方向性信息,能够有效检测隐蔽于树林中的隐蔽目标。给出了该方法的数学模型、物理原理和实现步骤,并运用实际数据进行了试验,结果表明了该方法的有效性。

一种基于海上甚高频数据交换系统(VDEs)的自适应QAM改进算法

由于传输速率较低的低阶调制能够保障可靠传输,而传输速率较高的高阶调制能够提升系统容量,对于海上甚高频时变衰落的无线信道,我们需要折中考虑数据传输速率和误码率,因此本文提出一种自适应子带划分的多进制QAM算法(ASD-MQAM),根据当前信道的状态自适应地选择合适的不同进制QAM调制方式,以适应信道动态变化、优化发射功率,提高海上VDEs通信系统的性能。

VHF频段大功率放大器的设计与实现

基于传输线宽带匹配及大功率合成原理，采用AB类功率放大器设计了VHF工作频段2000W功率放大器，提出硬件电路设计方法，并对其中的关键电路进行详细论述，最后对放大器的指标进行了测量和分析。设计工程中采用了推挽工作模式，选用向轴电缆阻抗变换器来实现宽带匹配。在30～88MHz工作频段内，测试结果表明该功率放大器增益大于60dB，波动小于1dB，输出PldB压缩点大于63dBm，效率大于45％。

无网络区域的无线传感器网络数据远程传输系统

为解决无网络覆盖环境下的无线传感器网络监测问题,设计并实现了一种无线传感器网络数据远程传输系统。该系统由部署在无网络覆盖区域的数据差转单元和部署在有网络覆盖区域的转接单元组成,以ARM控制器为核心,分别集成了2.4 GHz频段数传模块、UHF/VHF频段数传模块和公网接入模块。为提高其野外生存周期,采用风光互补发电系统供电,并引入休眠调度管理策略。野外测试表明:该系统能可靠、有效地实现数据远程传输。

小型化自动识别系统天线在卫星上的应用研究

提出一种M构型的新型小型化AIS天线,适用于布局复杂、结构紧凑的各种小卫星AIS系统。天线基于倒F天线设计,具有结构简单、尺寸小、重量轻等优点,便于星体安装和在轨应用。仿真分析和实测结果表明,天线在星体环境下的增益覆盖性能满足卫星覆盖要求。目前,天线已在多颗小卫星上得到成功应用。

VHF频段高通低通型LC合路器的研制

设计并制作了一款工作于VHF频段的低通高通双频LC合路器。采用K-m型滤波器提升了带外抑制能力,改善了滤波器的矩形系数。使用Designer软件对电路模型进行仿真优化,最后根据仿真模型进行加工测试,设计出了一款低插损、高抑制的LC合路器。实测结果表明,该器件带外抑制高于79 d B,插入损耗低于0.2 d B,并且体积小,结构简单,使用的LC元件更少,具有很高的应用价值。

VHF频段通信系统中功率放大器的设计

设计了一款甚高频(VHF)波段功率放大器电路。该功率放大器使用MOS管BLF244的推挽式结构,采用集电极负反馈偏置技术和集总元件、传输线变压器混合匹配电路进行实现。使用集电极负反馈技术确保功率放大器的稳定性,使其线性度得以提高;同时使用电抗元件以增加带宽;另外使用传输线变压器进行平衡与非平衡之间的转换,且进一步拓宽频带宽度。最后,对功率放大器进行测试,测试的结果完全达到系统设计要求的性能指标,并有所提高,具有较强的实用性。

一种新型星载小型化AIS天线设计与应用

基于传统的倒F型天线,设计了一种M构型的新型小型化星载自动识别系统(AIS)天线。该天线具有尺寸小、质量轻、便于星体安装等优点,天线外形尺寸仅为324 mm×60 mm×263.2 mm。采用CST MICROWAVE STUDIO电磁软件进行仿真设计,在球面近场进行实物单机测试和辐射模型星(Radiating Mockup,RM)测试。天线的仿真和实测结果一致性好,且天线方向图覆盖区域能够满足卫星AIS系统的应用需求,目前已在多颗小卫星上得到成功应用。

一种新型VHF/UHF双频宽带车载全向天线

提出了一种工作在VHF/UHF频段的双频段宽带垂直极化车载鞭状天线。天线在VHF中馈车载鞭状天线的下辐射体顶端加一个UHF频段8λ40 MHz/4同轴扼流套,将上辐射体分为三段并在段间串接两个λ840 MHz/2倒相线圈,在天线底部加同轴扼流圈,完成了一种VHF中馈鞭状天线与一副UHF三元串联馈电直线阵天线复合的新型VHF/UHF双频段超宽频带垂直极化车载全向天线。该天线在VHF频段(30 MHz^225 MHz),UHF频段(800 MHz^880 MHz)内均具有良好的辐射特性。增益在VHF频段为1.5~4.5 dB i,在UHF频段大于6 dB i。

一种VHF高温超导窄带滤波器的研究

研制了一款VHF频段的六阶高温超导带通滤波器。给出了窄带高温超导滤波器的理想电路模型和S参数曲线,提取了该滤波器结构的耦合矩阵、外部品质因数,用主动空间映射法优化了版图性能。研制的高温超导滤波器中心频率45.5 MHz、相对带宽小于2%,由于采用介电常数为23.75的铝酸镧作为介质基板,大大缩减电路尺寸至0.053λ_g^2。实测结果表明,该滤波器频率响应整体左偏0.15 MHz,带宽900 kH z,通带内插入损耗小于1.9 dB,带外抑制高达70 dB,与版图仿真结果基本吻合。