X频段介质加载圆极化喇叭天线设计

设计了一款基于全介质极化器的X频段圆极化喇叭天线。该全介质极化器加载在线极化喇叭天线的前端,将线极化波转换为圆极化波,并有效辐射出去。同时,该全介质极化器还将天线的实测增益提高了约2 dB。天线的测试结果与仿真结果吻合较好。该天线在X频段(8~12 GHz)的实测S11均小于-10 dB,实测轴比在X频段内均小于3 dB,表明该圆极化喇叭天线具有宽带高增益特性。并且,该全介质极化器使用3D打印技术制作,具有加工简便、成本低的优点。该天线可应用于雷达、跟踪制导、卫星通信系统等领域。

X频段星地数据传输链路降雨及沙尘衰减特性研究

降雨衰减(雨衰)和沙尘衰减是引起高频卫星通信链路损耗的重要因素。本文基于国际电信联盟ITU-R模型,利用MATLAB仿真对全国十个典型站点降雨衰减量进行了计算,对在99.99%可用度情况下的降雨衰减进行了分析,计算得到X频段星地数据传输链路降雨衰减特征;利用Goldhirsh模型计算了地面站不同仰角下衰减量和能见度的关系。本文研究可以为卫星地面站开展数据传输、测量控制等工作提供参考。

改进型32×32 X频段开关矩阵的研究与设计

随着数据接收系统的需求和链路的增多,需要规模大的开关矩阵实现链路之间的全交换,同时随着卫星的日益增多,数据接收和测控任务圈次密集,对设备可靠性、维护和维修提出来越来越高的要求。32×32 X频段开关矩阵在系统中处于单点设备,对设备的可靠性、维护和维修要求更高,原设计设备在设备出现故障时,维修时间较长,导致系统任务中断,不能正常执行任务。该设计完全满足原设计的关键指标的情况下,实现15钟快速更换故障模块,保障系统任务的正常执行。

一种星载X频段测控数传一体化终端设计

为了实现对地测控与数传的功能,常规卫星往往需要配备测控应答机与数传调制器,集成度较低并且带来了额外的体积、重量和功耗开销,这些均是卫星无法容忍的。文章采用了测控数传一体化A/B机设计,实现了一种适用于卫星的X频段测控数传一体化终端,该应答机本体尺寸≤100mm*100mm*90mm,重量仅为950g。

火星环绕器X频段多通道收发隔离度设计

火星环绕器配备了3个对地接收通道,4个对地发射通道;虽然收发天线在X频段工作频点不同,但是在上行通道灵敏度高达-156dBm的情况下,100W发射信号仍不可避免地耦合到接收通道中,对上行遥控产生影响。本文对火星环绕器多通道天线情况下的收发隔离,通过5种途径进行了隔离设计,解决了高灵敏接收、大功率发射情况下的多通道收发隔离度难题。

X频段10kW速调管功放在深空地面站的应用

速调管因具有输出功率大、效率高、成本低、工作稳定可靠的优点,在微波发射系统中占据着重要的地位。近年来,国内速调管功放取得了较大的进展,连续波输出功率从几百瓦提升到十千瓦。采用固态+速调管放大方案,设计一套X频段10 k W连续波速调管功率放大器,工作带宽为95 MHz。该功放应用于深空地面站,是深空探测发射分系统的重要组成部分。文中主要描述了速调管功放的组成、主要技术性能和测试结果。测试数据表明,X频段10 k W速调管功放工作稳定、可靠,且完全符合设计要求。

X频段信标机的设计与实现

为满足船载X频段测控设备信道相位修正和伺服性能检查的需要,设计并研制了一款X频段信标机。首先,选用HMC765LP6CE芯片,利用频率合成技术设计了信源并通过通用串行总线(USB)实现了发射频率用户自定义;其次,针对安装平台面积小的限制,基于高频结构仿真器(HFSS)设计了高次模微带天线并完成了仿真分析和指标优化;最后,完成了X频段信标机的工程实现并给出了硬件电路结构和软件程序设计方法。经测试,该信标机锁相效果良好,控制简便,性能可靠,满足用户使用要求。

深空X频段测速数据误差分析

X频段是深空测控的主用频段,其多普勒测速精度远高于S频段,这一结论在"嫦娥二号"任务X频段深空测控技术试验中得到了验证,测速精度约为1mm/s。针对X频段高精度测速,本文分析了目前采用的径向速度近似计算公式,理论分析其产生的误差在地月转移和环月轨道段可达1cm/s。通过"嫦娥二号"任务X频段测控技术试验,以事后精密轨道为基准进行残差分析,结果表明,相比精确公式,近似公式计算测速数据的残差会增加1mm/s,已与X频段测速精度本身相当,因此,多普勒测速近似计算在X频段测量中已不再适用,应使用本文中列出的精确计算公式。

利用柔性注意力分割模型的X频段航海雷达图像海面溢油检测

X频段航海雷达图像广泛应用于溢油探测中,但是目前仅用于判断是否有溢油,对油污区域的精确计算较少。针对上述问题,引入了基于柔性注意力机制的图像分割的模型。首先建立以基于特征金字塔的目标检测模型为主干模型的语义分割模型,将多尺度特征进行充分融合,包括高层次的语义信息和低层次的位置信息;然后针对每一个特征层分别引入通道注意力机制,计算特征层中通道之间的权重关系,提高模型对溢油特征提取的表达能力,同时采用像素级别的语义分割打分函数作为评价分割区域质量的指标。对大连区域海面溢油数据集进行检测的实验结果表明,该方法能够提高溢油区域的分割精度,同时与PSPNet、DeepLab V3+和Attention U-net等分割模型相比,基于像素级别的分割准确率提高至85.77%。

一种X频段100kW液冷谐波滤波器设计

大功率速调管发射机除产生所需主频功率外,还产生大量不需要的谐波功率,为防止发射机谐波干扰其它电子设备,通常在发射馈线系统中插入谐波滤波器。在对比分析了国内外微波滤波器现状的基础上,对超高功率微波滤波器的机理进行了分析和研究,针对X频段100 kW谐波滤波器重点研究了滤波器的冷挤压成形技术、高密度散热技术和热仿真技术等关键技术,通过仿真设计和反复试验,研制出一套X频段100 kW谐波滤波器。经过测试和上机验证,完全满足技术指标要求,达到了研究目的。

船载X频段微波统一测控系统快速校相方法

双通道单脉冲跟踪接收机必须通过校相保持和、差信道相位一致性,才能实现天线对目标的正常跟踪。快速校相已在陆地测控站的卫星长管任务中得到广泛应用,方法具有校相流程简单快捷等优点,但由于受到船摇的影响以及引导精度的限制,方法必须改进后才能应用到船载X频段微波统一测控系统。提出"粗校+精校"的多次快速校相方法,可有效解决船载窄波束天线海上角度标校的难题,提高船载测控设备自动化标校水平。

X频段对流层散射通信车载碳纤维天线

针对现有散射通信系统中单极化的铝制天线面不能满足新频段散射通信对双极化轻型天线的要求,提出了X频段双极化碳纤维天线的研究;天线面采用碳纤维材料,既保证了天线面的电气性能,又降低了天线的整体重量,满足了通信系统对轻型化的要求;应用HFSS软件对设计的天线进行了仿真及优化,同时基于设计及仿真结果研制了天线样机,对天线样机进行了测试,测试得到天线的电气性能均可满足设计要求,其中天线极化隔离度≥40 d B,优于双极化散射通信系统中对极化隔离度的要求。

一种X频段微带天线设计

随着大规模集成电路的发展,电子设备的结构越来越微型化,对天线的结构要求也越来越高。针对某工程对微带天线的实际需求,介绍了矩形微带天线的设计理论依据,提出了设计方案。采用传输线模型设计方法,对X频段的4×4天线阵列进行了具体设计,重点阐述了微带天线设计的相关问题,并提出了解决办法。采用CST软件给出了该种天线的辐射方向图,分析结果满足工程实际需求。

X频段室外型400W功率放大器设计与实现

基于在执行航天测控X频段TT&C任务时上行链路需配备功率放大器的需要,给出了X频段室外型400 W功率放大器的设计方案,详细阐述了大功率整机合成技术和高效散热技术,明确了功放研制过程中的关键技术,结合系统测试给出了功放的测试数据并进行了分析。利用该方法设计的X频段室外型400 W功率放大器已成功应用在实际工程中。测试结果表明,功放的性能指标满足系统要求。

X频段2W功放模块的设计

介绍了一种新颖X频段功放模块的设计方法和研制过程。该功放模块利用微波电路大信号CAD技术,采用混合集成电路制作工艺,成功地解决了模块单电源供电、体积小等难点。整个电路密封在标准管壳内,在X波段高端、带宽500MHz频率范围内,实现了小信号增益≥16dB,饱和输出功率P≥2W的性能,具有体积小、效率高、单电源供电等特点。

X频段三通道扇扫组合旋转关节技术研究

文中介绍了一种三通道扇扫组合旋转关节的设计,对旋转关节的整体布局、各通道旋转关节设计等关键技术进行了详细的介绍,并给出了测试结果。该X频段三通道旋转关节结构形式简单紧凑,各项性能指标优良,加工调试方便,已大量应用于雷达系统中。

一种X频段RF MEMS开关的设计与仿真

设计了一种可用于X频段的射频微机电系统(RF-MEMS)的开关。它通过上电极中心以及两端的螺旋结构提高了等效电感值,减小了谐振频率,从而在较低的频段下实现了较好的隔离度。采用阻抗匹配改善开关结构的射频性能。利用Ansoft HFSS软件仿真分析了开关关键结构参数对电磁性能的影响,包括绝缘介质层厚度k,上电极与下电极之间空气层厚度o、上电极宽度w和上电极间距m,总结了各参数对电磁性能的影响趋势,确定了各参数的最优取值。在整个X频段,开关开态时的插入损耗小于0.83 d B(绝对值,下同);关态时的隔离度大于18.5d B。在中心频率10 GHz的插入损耗为0.57 d B,隔离度为30.65 d B。

X频段固态功率放大器的设计与实现

功率放大器是数传发射机中的关键部件,它制约整个系统性能。采用集成电路与分立元件相结合的设计思想,依据功率放大器的匹配理论对电路部分进行设计,采用微波电路仿真软件SERENADE对电路进行了仿真与优化。经测试,功放的工作频段为7.9～8.3GHz,线性增益大于34dB,驻波系数小于1.5,1dB压缩点的输出功率大于40dBm。当输入QPSK调制信号码速率为300Mbps时,通过功放后的恶化量不大,满足技术要求。通过具体电路实现,验证了设计方法的正确性及可行性。

高分三号卫星X频段固放寿命试验方案设计与验证

首先对X频段固态功率放大器(简称固放)的寿命进行了相关分析。针对高分三号(GF-3)卫星的在轨使用工况,分析出其寿命期内关键验证项目,并分别对设计试验进行验证。包含开关机电路的寿命分析及验证、大功率放大电路的寿命分析及验证、典型工艺的寿命分析及验证三个方面。其中大功率放大电路的寿命验证使用经典的Arrhenius模型,以热应力作为加速因子,进行加速验证。典型工艺选取导电胶粘接工艺,疲劳失效采用Confin-Manson模型进行分析验证。通过相关寿命试验验证,证明X频段10 W固放可以满足8年寿命要求。

我国遥感卫星系统X频段数传频率兼容性评估方法

基于对国际电信联盟(ITU)遥感卫星系统数传频段干扰标准相关建议书的研究,提出适用于我国遥感卫星系统X频段数传频率兼容性评估的方法。该方法结合国内遥感卫星系统技术操作特性,针对实际应用场景进行兼容性分析。针对国内已在轨遥感卫星系统进行仿真验证,结果表明:此方法进一步真实地反映了国内遥感卫星系统X频段数传频率兼容性状态,可为使用X频段数传的遥感卫星系统操作单位和管理部门提供适用于我国实际系统的频率兼容性分析方法和手段,能有效缓解目前国内遥感卫星系统无序用频带来的安全问题。