Wilkinson合成器浅析及其应用

全固态大功率发射机中必须采用具有隔离作用的功率合成技术,将中小功放的输出功率合成额定的输出。本文介绍了HARRIS Z10CD 10kW全固态调频发射机中大量使用的Wilkinson合成器原理,并进行了简单定量分析。

新型多功能厘米波频率合成器设计

该文介绍了一种新型多功能厘米波频率合成器,利用锁相倍频的方式,首次将直接数字频率合成器(DDS)输出的连续波(步进1 MHz)、常规脉冲、重频抖动、重频参差、双脉冲、捷变频信号、组变信号、二相编码和线性调频等信号搬移至0.8~18 GHz频段,外形尺寸为76 mm×70 mm×10 mm,体积约为传统类似频率综合器项目的1/20,具有工作频带宽、频率高、体积小等优点。

高功率小型化波导E面异频功率合成器的设计

为了满足典型应用场景对高功率异频功率合成器提出的输入输出同向及结构紧凑的需求,提出并设计了一种工作在9.3 GHz和9.7 GHz频率的高功率小型化波导E面异频功率合成器。基于滤波器结构异频功率合成器的原理,通过采用过模矩形波导E面合成的形式,使两个波导滤波器相互平行,两个输入端口相互平齐,以满足特定应用场景的需求。同时,通过减小合成环节的矩形波导尺寸对合成过程中产生的高次模进行抑制,并按照半个波导波长的整数倍减小波导滤波器模片间距,在保证具有高功率容量的前提下缩短了滤波器长度。设计的异频功率合成器整体长度为9.2λ,宽度为1.5λ,高度为2.8λ(λ为9.5 GHz所对应的自由空间波长)。仿真结果表明,该合成器在9.3 GHz和9.7 GHz频率下的回波损耗均大于20 dB,合成效率大于98%,输入端口之间的隔离度大于20 dB,在80 MV/m微波脉冲击穿阈值下,功率容量为310 MW。

一种基于功率合成器和功率分配器的2.45 GHz功率放大器

当前功率放大器在输出效率、输出功率以及线性度等方面不能很好地兼顾,针对这一问题,在三级级联放大方法的基础上,提出了一种基于功率合成器和功率分配器的AB类射频功率放大器。针对线性度和增益的问题,带通匹配和T型网络匹配技术对前置驱动级电路进行了优化设计;利用功率合成技术解决了末级放大器输出功率过大的问题,并且使功率放大器的稳定性和效率得到了保证。为防止功放的温度过高,对功率放大器腔体进行了热特性分析,最高温度为81℃,可以使功放得到良好的降温。在室温测试环境下,当中心频点为2.45 GHz时,射频功率放大器的输出功率为47 dBm,放大增益为42 dB,最大功率附加效率大于45%。测试结果与仿真结果相近,为后续放大器的研究与设计提供了一定的指导。

基于改进型RBF神经网络的直接数字频率合成器设计

提出了一种基于改进型径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络的高性能直接数字频率合成器,相比于传统的直接数字频率合成器避免了相位截断误差并降低了资源消耗。为了进一步提高RBF神经网络的训练效率及稳定性,提出一种改进型的RBF神经网络训练算法。该算法在粗调阶段,利用K-means++算法快速确定初始激活函数中心,使激活函数中心分布更加合理;在细调阶段则采用L-BFGS-B算法,对粗调阶段得到的最佳中心进行精细调整,进一步降低输出误差。通用FPGA平台的实验结果表明,基于改进型RBF神经网络的直接数字频率合成器当输出时钟频率为1.53 MHz时,无杂散动态范围为85.26 dB,相位噪声为-90.50 dBc/Hz@100 kHz,且无需占用额外ROM资源。

混合集成YIG频率合成器设计

将YIG振荡电路与控制单元、锁相单元进行混合集成制作频率合成器。首先介绍了YIG频率合成器的基本原理,在此基础上提出了混合集成的设计思路和具体设计措施。重点提出采用“永磁偏置”和“无加热器”方案降低体积和功耗,采用“均磁”措施提升磁场均匀性,采用YIG小球与永磁体互补法降低频率温漂,实现了YIG频率合成器的小型化和低功耗设计。其体积较常规YIG频率合成器减小约2/3,功耗仅约3.6 W,相位噪声性能与常规YIG频率合成器相当。最后指出了这种混合集成一体化结构设计的适用性,即混合集成一体化结构设计思想不仅适用于YIG频率合成器,也适用于多功能YIG滤波组件的集成化设计,但也存在不足和局限性。

宽带同轴径向合成器的研制

基于同轴传输线的功率合成理论和波导同轴变换,研制了一款6路径向合成器,输入端采用N型连接器,输出端采用双脊波导形式。利用高频电磁场仿真软件CST对模型进行了优化仿真,并对加工完成的径向合成器实物进行了小信号测试和大功率试验。测试结果显示,在4 GHz~8 GHz频带范围内,合成损耗小于0.36 dB,回波损耗小于-10 dB,峰值功率耐受高于5 kW。该径向合成器具有宽带、低插损、幅相一致性高、高功率耐受的特点,在宽带大功率合成领域具有广阔的工程应用价值。

基于Matlab的锁相环频率合成器教学实践

通信系统性能好坏很大程度上取决于有没有一个良好的同步系统。在“通信原理”课程中提到了基于锁相环的同步系统,但是对这部分内容介绍简单,没有系统的推导以及结论。基于Matlab的锁相环系统,能够得到不同参数下的锁相环的环路滤波器幅频响应和闭环响应,在Simulink工具箱中,设计一个基于锁相环的频率合成器,让学生可以较好地掌握锁相环相位锁定的原理以及同步系统,为“通信原理”课程学习提供了支持。

一种高频锁相频率合成器的设计与实现

为满足高频率信号基准的需求,设计了5.5GHz频率的锁相频率合成器。采用电荷泵锁相环(CPPLL)为核心器件,组合适配的压控振荡器(VCO),再搭配环路滤波器与反馈网络,并且使用MCU控制板与上位机软件进行参数配置,完成了目标频率的输出。实践证明方案可行有效,输出的信号频率不仅误差小,并且具有较好的杂散抑制,可为同类方案的设计和调试提供一定参考。

VHF频段大功率定向功率合成器设计

在100~350 MHz频段的1200 W以上量级的大功率功放模块,需要使用包括四路功率合成器和定向耦合器在内的多个器件。为实现大功率容量、小体积、宽频带和易于模块联调的设计目标,设计了VHF频段大功率定向功率合成器。通过采用反向平衡磁路设计有效降低了磁心损耗,实现了大功率条件下的宽带小体积传输线变压器设计;通过采用带状线结构电路与传输线变压器合成电路一体集成的方式,实现了同时具备四路功率合成和正、反向定向耦合功能的宽带大功率定向功率合成器。功放模块联试显示,在100~350 MHz全频段可实现1200 W长时间稳定工作,占用体积比传统多个组合器件减小了60%以上。

Ka频段小型化低功耗超宽带低相位噪声频率合成器的设计

传统的频率合成器设计难以兼顾小型化、低功耗、超宽带且低相位噪声的集成需求,因此研究频率合成器的设计原理,详细剖析频率合成器的关键电路设计方法。实验结果表明,所提出的频率合成器不仅成功覆盖了Ka频段,而且在100 Hz偏移下展现出的相位噪声水平优于-76 dBc·Hz^(-1),加之操作过程中的动态功耗被控制在不超过5 W的范围内,符合设计需求。

红外/射频波束合成器设计及研究

多模复合制导技术在现代精确制导武器系统中扮演着重要角色。为提升制导性能,有必要开展半实物复合仿真试验研究制导系统的性能和功能。波束合成器作为复合制导半实物仿真系统的关键部件,通过反射红外信号、透射射频信号实现红外/射频信号复合,并将其通过共口径投射到被测设备入瞳处。文章设计薄膜式红外/射频波束合成器,并进行性能分析,结果表明薄膜式红外/射频波束合成器红外(中、长波)反射率不低于90%,射频(S、C、X、Ku、Ka、W波段)透过率不低于97%。

现代流行音乐中电子合成器的运用与效果分析

电子合成器在现代流行音乐中的运用,极大地丰富了音乐的音色和表现力,推动了创作风格和听众体验的变革。合成器的多样性使得音乐人能够探索新颖的声音,突破传统乐器的局限,从而形成多元化的音乐风格。在不同类型的音乐中,合成器音色的选择影响了风格特征和听众的情感反应,深沉的低音常用于舞曲,而明亮的高频音色则在流行歌曲中更为常见。此外,技术的进步使得音乐创作变得更加灵活,促进了听众与音乐人的互动,进一步增强了音乐体验。总体来看,电子合成器不仅重塑了现代流行音乐的面貌,也推动了音乐文化的交融与发展。

一种大功率八合一合成器的设计

随着民航系统的高速发展,航管雷达的性能也在日益提升,大功率发射机的运用需要高性能的馈线合成。耐功率高、损耗低、驻波好已是雷达合成器的必要性能。采用带状线T型节3 dB等分电路设计的大功率八合一合成器,各分口采用L29型连接器设计,比传统的N型连接器耐功率性更高,单口可承受6 kW射频功率,八合一合成器总口输出可达45 kW。大功率八合一合成器的设计采用ANSYS HFSS微波射频仿真软件进行仿真优化设计,并加工实物测试其S参数,总口电压驻波≤1.2,各端口损耗<0.12 dB,端口相位一致性较好,并在雷达整机联调中性能良好,表现稳定,很好地满足了航管雷达整机需求。

基于QT的频率合成器自动测试系统研究与设计

针对现有某设备频率合成器模块的测试主要依赖人工测试,存在测试过程复杂、重复操作较多、效率低下且人为获取结果容易造成偏差或错误及产品性能可靠性不高等问题,研究设计了一种基于应用程序开发框架(Qt Toolkit,QT)的自动测试系统。通过设计测试工装,调用VISAI/O库与编写SCPI命令完成对测试工装、仪器仪表和频率合成器的程控设置,实现测试指令的自动下发及测试结果的自动获取、分析与处理。验证结果表明,该系统具有效率高、稳定性强、可靠性高等优点,为产品的生产交付提供了坚实有效的保障,具有重要的实用价值。

相控阵馈源MVDR波束合成器缓解RFI仿真

相控阵馈源(Phased array feeds,PAFs)接收机作为下一代微波接收机,为大口径射电天文望远镜的射电干扰(Radio Frequency Interference,RFI)缓解工作带来了新的解决方法.PAFs接收机对射电望远镜焦平面的电磁波进行空域采样,返回时域阵列信号,使用最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)波束合成器可以自适应地识别RFI的方向,同时抑制RFI在输出信号中的功率,从而达到提升射电望远镜灵敏度的效果.仿真结果表明MVDR波束合成器对有源高能量的射电干扰有很强的识别能力和一定程度的缓解能力,同时,该波束合成器对各阵元信道中加性噪声累积引起的无源干扰有很强的抑制能力,因此,PAFs接收机的MVDR波束合成器可以增强日益复杂电磁波环境下射电望远镜的抗干扰能力.

一种小型化宽频带频率合成器的国产化替代设计

由于国产化要求越来越高,基于微波毫米波系统的频率合成器的设计不仅需要满足小型化、宽频带等要求,更需要能够实现芯片选型的国产化。文章介绍了进口和国产化两种X~K波段频率合成器的设计方案及芯片选型。两种X~K波段频率合成器是采用锁相环技术实现的,都具有频带宽、相位噪声低、杂散低等特点。主要指标:进口产品输出频率范围为10GHz~20GHz,国产化产品输出频率范围为8GHz~20GHz,在偏离1KHz处相位噪声都要优于-97dBc/Hz,同时在偏离10KHz处相位噪声优于-100dBc/Hz,杂散抑制优于70dBc。由最后的测试结果可知,采用国产芯片设计的频率合成器与进口芯片设计产品相比性能相似且体积更小,可以很好的替代实现相关功能。

基于4046A的频率合成器仿真设计与实现

为深度学习锁相环的原理和应用,阐述了锁相环与锁相环频率合成器电路工作原理,利用4046A锁相环芯片设计频率合成器的仿真实验和实际测试,并对仿真实验波形进行了分析,在实践过程中对锁相环与频率合成器有进一步的了解与认知。实验结果表明,基于4046A的频率合成器设计易行且调试方便,有很大的实用价值。

一种小体积X波段频率合成器设计

介绍了一种小体积频率合成器的设计,该频率合成器通过直接数字频率合成器(DDS)产生线性调频信号,通过锁相环产生固定二本振信号,通过锁相环(PLL)与2倍频器产生一本振信号,通过变频部分完成二次混频产生射频激励信号。同时采用现场可编程门阵列(FPGA)完成DDS控制以及与系统通讯,电源控制部分产生各种电源。

L波段快速锁定频率合成器的设计与实现

快速锁定频率合成器是跳频通信的关键参数,研究新的快速锁定频率合成技术对提高抗干扰通信具有现实意义。笔者提出了一种采用自适应精确预置技术的快速锁定频率合成器实现方法,并进行了工程实现,最后给出了测试结果。