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低温E波段放大器噪声建模理论与技术研究

低温与超导 2024年第7期52卷 14-19页

作者：李云龙聂通陈鹏李韵羊恺电子科技大学航空航天学院西安空间无线电技术研究所空间微波技术重点实验室

本文建立了一个低温条件下的E波段多参数提取平台，对其中关键器件密封窗、真空杜瓦和波导—同轴转换结构进行了详细设计描述，实际测试表明该平台可以在低温条件下对低噪声放大器的E波段参数进行提取。与其他测试平台相比，该测试平台... 详细信息

本文建立了一个低温条件下的E波段多参数提取平台，对其中关键器件密封窗、真空杜瓦和波导—同轴转换结构进行了详细设计描述，实际测试表明该平台可以在低温条件下对低噪声放大器的E波段参数进行提取。与其他测试平台相比，该测试平台可在可变恒定低温下对微波器件进行多参数的提取，并且通过研制TRL校准组件，去除了波导-同轴转换结构带来的影响，保证了参数提取的准确性。此外，由于测试平台只能测得有限采样点数据，使用神经网络模型预测了未测量的E波段参数，以更好地评估低温下低噪声放大器的性能。

关键词：低温接收机低噪声放大器神经网络模型

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微波谐振腔放电击穿特性与发射光谱分析

光子学报 2024年第5期53卷 199-206页

作者：杨兆伦陈泽煜彭玉彬贺永宁崔万照南京航空航天大学航天学院南京211106 中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室西安710100 西安交通大学微电子学院西安710100

针对航天器通信系统中微波部件放电过程中的检测问题,开展对微波部件放电击穿的实验研究,以特殊设计的微波谐振腔为对象,研究从微放电到低气压放电的过渡过程中击穿特性的变化,考虑三种背景气体类型,采用全局检测和光学局部检测相结合... 详细信息

针对航天器通信系统中微波部件放电过程中的检测问题,开展对微波部件放电击穿的实验研究,以特殊设计的微波谐振腔为对象,研究从微放电到低气压放电的过渡过程中击穿特性的变化,考虑三种背景气体类型,采用全局检测和光学局部检测相结合的方式进行测试。结果发现,在100~1000 Pa的压强范围内,放电的击穿阈值均呈现先减小后增大的趋势,背景气体为氮气和空气,击穿阈值在400~500 Pa时达到最低水平,放电发生时产生的发射光谱较为相似,较为明显的发射谱线强度出现在氮气的第二正带系337.1 nm处。此外,由于背景环境中含少量的水蒸气,在314 nm处的OH自由基强度也较为明显。分析得出气体压强可改变粒子生成与消耗路径并对等离子体中各粒子的浓度大小产生影响。而氧气环境下的最低击穿阈值在600~700 Pa,同时整体发射光谱强度较低,仅能观测到704.2 nm和777.5 nm处氧原子的跃迁,进一步分析OH对氧气放电过程的影响,经过水浴处理后再次进行氧气的测试过程,结果并没有出现显著变化,表明在一定的压强范围内,水分子的存在对氧气的电离过程产生影响较小。

关键词：射频击穿发射光谱气体放电空间微波部件等离子体

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相位噪声抑制的捷变频电光频率梳

激光与光电子学进展 2024年第13期61卷 250-256页

作者：马慧王子健葛锦蔓李小军任心仪万卓仁刘婷婷闫明华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室华东师范大学重庆研究所重庆市精密光学重点实验室中国空间技术研究院西安分院空间微波技术国家级重点实验室

报道了一种单调制器电光频率梳产生技术，其重复频率高速可调，调频速率达1 MHz。经非线性光纤展宽，光梳谱宽可达1.25 THz（约10 nm，中心波长1550 nm），含4800根间隔为260 MHz的窄线宽梳齿。单模光纤色散补偿后，脉宽为260 fs。研究... 详细信息

报道了一种单调制器电光频率梳产生技术，其重复频率高速可调，调频速率达1 MHz。经非线性光纤展宽，光梳谱宽可达1.25 THz（约10 nm，中心波长1550 nm），含4800根间隔为260 MHz的窄线宽梳齿。单模光纤色散补偿后，脉宽为260 fs。研究了光纤放大与非线性光谱展宽对梳齿相干性的影响，并采用声光调制器对梳齿的共模相位噪声进行了前馈式抑制。该光源在分子光谱及干涉测距等领域具有应用前景。

关键词：电光调制光学频率梳相位噪声调频

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S波段永磁式相对论磁控管设计及实验研究

强激光与粒子束 2024年第3期36卷 41-45页

作者：张颜颜陈宏许建军邓坤刘东升刘巧中国电子科技集团公司第二十九研究所电磁空间安全全国重点实验室成都610036 北京真空电子技术研究所大功率微波电真空器件技术国防科技重点实验室北京100016

对S波段永磁式全腔提取相对论磁控管进行了理论设计和数值模拟研究,并对其进行了实验研究。通过理论分析初步获取相对论磁控管结构参数,并采用三维电磁仿真软件对模型进行粒子仿真优化,根据引导磁场需求设计永磁磁场产生结构。该永磁式... 详细信息

对S波段永磁式全腔提取相对论磁控管进行了理论设计和数值模拟研究,并对其进行了实验研究。通过理论分析初步获取相对论磁控管结构参数,并采用三维电磁仿真软件对模型进行粒子仿真优化,根据引导磁场需求设计永磁磁场产生结构。该永磁式相对论磁控管在500 kV电压输入条件下,输出微波功率1.978 GW,效率49.2%。利用实验室小型脉冲功率驱动源平台开展了初步实验研究。实验中,该永磁式相对论磁控管在脉冲驱动源驱动下获得GW级输出功率,功率转换效率约40%,实验结果与模拟结果吻合得较好。

关键词：稀土永磁相对论磁控管高功率微波矩形波导脉冲驱动源

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圆锥台共形阵半空间扫描波束极化综合与分析

现代防御技术 2024年

作者：吕强魏宇飞陈曦刘皓鹏北京电子工程总体研究所西安电子科技大学天线与微波技术国防科技重点实验室

共形阵天线受载体曲率影响，各阵元的方向图和极化方向均不相同，造成共形阵天线在大角度波束综合时存在波束综合效率低、高交叉极化电平难以抑制等问题。目前大多采用差分进化等算法进行共形阵全局优化，阵列综合的过程复杂、效率低。... 详细信息

共形阵天线受载体曲率影响，各阵元的方向图和极化方向均不相同，造成共形阵天线在大角度波束综合时存在波束综合效率低、高交叉极化电平难以抑制等问题。目前大多采用差分进化等算法进行共形阵全局优化，阵列综合的过程复杂、效率低。本文基于一种圆锥台结构的共形阵天线布局，采用以投影规则为依据的波束极化综合算法，实现了对共形阵的大角度波束扫描和高极化纯度的高效综合。计算结果表明，本文提出的解析算法能够实现共形阵天线在半空域内的高性能波束扫描，在主波束内始终保持良好的低交叉极化特性。最后采用基于全波数值方法的高频仿真软件验证了所提出算法的准确性和有效性。该方法可为高性能共形阵的工程实现提供理论基础。

关键词：共形阵交叉极化方向图综合投影规则宽角扫描

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射频微波差分器件及天线的研究和发展

射频微波差分器件及天线的研究和发展

110 GHz微波输出窗内表面次级电子倍增特性的电磁粒子模拟

2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：王佳琪魏峰西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室

在现代无线通信系统中,差分电路相比单端电路而言具有更强的抗干扰能力,因此受到了国内外学者的广泛关注。我们设计并研制了一种四通带差分带通滤波器[1],采用两对不同的折叠型枝节加载谐振器用于产生四个差模通带,该滤波器采用U型微带... 详细信息

在现代无线通信系统中,差分电路相比单端电路而言具有更强的抗干扰能力,因此受到了国内外学者的广泛关注。我们设计并研制了一种四通带差分带通滤波器[1],采用两对不同的折叠型枝节加载谐振器用于产生四个差模通带,该滤波器采用U型微带半波长谐振器和缝隙线组成的微带/缝隙线转换结构进行馈电,四个差模通带的中心频率可以独立地控制,并具有8个差模传输零点,大大提高了其选择性。对于共模响应,其共模抑制在宽带内均大于42dB。作为传输线的一种,缝隙线具有Q值低的特点,常被用于设计宽带滤波器。基于特征模分析方法,我们利用缝隙线三模谐振器设计了一种超宽带差分带通滤波器[2]。所利用的缝隙线三模谐振器具有三个独立可控的差模谐振模式,并具有两个独立可控的传输零点,差模群时延在通带中小于0.55ns。对于共模信号,在整个工作频段内,具有33.7dB的抑制效果。我们在理论和实验上发现,功分器、定向耦合器和天线等常见的射频器件可以与滤波器进行一体化设计。这种多功能器件在实现原有功能的基础上,实现良好的滤波特性,大大减小了多个器件级联造成的空间浪费。基于微带线-缝隙线转换结构和分支缝隙线耦合结构,我们设计一种差分分支缝隙线定向耦合器[3],实现了良好的直通和耦合特性,同时具有40dB以上的共模抑制水平。在过去的研究中,基于微带线设计的隔离结构被大量提出,我们通过研究缝隙线的电场分布情况,设计了一种基于缝隙线的隔离结构,并应用到了差分滤波功分器中[4],此设计采用了一个均匀阻抗缝隙线T型实现等功率分配,并采用两个枝节加载谐振器引入了一个可方便调节中心频率和带宽的差模通带,实测的差模插入损耗小于0.6dB,差模隔离度大于18dB,具有0.3dB的幅度不平衡度和3°的相位不平衡度,且具有独立的共模响应。在[5]中,我们设计了两种混合魔T,这两种设计在宽带内保证了极小的相位不平衡,并进一步依据魔T的原理,提出了一种新的功分器隔离结构。在[6]中我们提出了一种由差分宽带网络基于并联馈电方法实现的2×2差分滤波天线阵列,该阵列由四个相同的堆叠滤波天线单元组成,每个单元包含一个刻蚀有U型缝隙的主辐射贴片、一对耳形寄生贴片、顶层堆叠贴片和新型折叠双模T型带线,所设计的天线单元实现了高平坦度和高选择性。通过引入一种新型的环形微带-缝隙的过渡结构,该网络实现了宽带、低相位误差和高共模抑制的特性。最终的天线阵列在保留单元特性的基础上还实现了较高的增益。

关键词：枝节加载谐振器滤波器天线阵列共模抑制微带线传输零点研究和发展

来源： cnki会议评论

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物理学报 2023年第9期72卷 259-269页

作者：舒盼盼赵朋程王瑞西安理工大学理学院西安710054 西安电子科技大学物理学院西安710071 西安空间无线电技术研究所空间微波技术重点实验室西安710100

在输出窗内表面上,次级电子倍增是限制高功率微波功率容量的主要因素之一,因而开展相关研究具有重要的意义.在微波频率为110 GHz下,本文通过一维空间分布和三维速度分布的电磁粒子模型对次级电子倍增过程及其引起的损失功率进行了数值模... 详细信息

在输出窗内表面上,次级电子倍增是限制高功率微波功率容量的主要因素之一,因而开展相关研究具有重要的意义.在微波频率为110 GHz下,本文通过一维空间分布和三维速度分布的电磁粒子模型对次级电子倍增过程及其引起的损失功率进行了数值模拟.重点研究了介质表面处的微波电场和介质材料种类对损失功率的影响.模拟结果表明,在次级电子倍增达到稳态之后,尽管电子数密度高于临界的截止数密度,但是微波电场没有发生明显的改变.这是因为在很高的静电场下,电子主要聚集在介质表面附近若干微米的区域,远小于相应的趋肤深度.倍增稳态时的电子数密度随着微波电场升高而增加,然而损失功率与表面处的微波功率之比增加得较为缓慢.在倍增达到稳态之后,由于蓝宝石表面附近的电子数密度最高,石英晶体表面附近的次之,熔融石英表面附近的数密度最低,所以相应的损失功率依次减小.为验证模型的准确性,将倍增阈值的模拟值与实验数据进行了对比,并讨论了两者之间的差异.

关键词：高功率微波次级电子倍增电磁粒子模型

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基于最优控制理论的国产光抽运小铯钟频率控制算法研究

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物理学报 2024年

作者：宋会杰董绍武王翔姜萌章宇郭栋张继海中国科学院大学天文与空间科学学院中国科学院国家授时中心时间频率基准实验室时间基准及应用重点实验室(中国科学院) 西安工程大学电子信息学院西安科技大学机械工程学院

原子钟频率控制是时间保持工作中的关键技术。当前守时工作中的频率控制主要针对国外微波钟采用开环控制算法，但由于国产光抽运小铯钟(下称国产钟)的工作原理和性能不同于国外同类型原子钟，因此该算法不能很好的适应国产钟。为了提升... 详细信息

原子钟频率控制是时间保持工作中的关键技术。当前守时工作中的频率控制主要针对国外微波钟采用开环控制算法，但由于国产光抽运小铯钟(下称国产钟)的工作原理和性能不同于国外同类型原子钟，因此该算法不能很好的适应国产钟。为了提升我国标准时间的自主性和安全性，本文基于国产钟的噪声特性，在最优控制理论的框架下研究了线性二次高斯控制算法，该算法属于闭环控制算法，从同步时间，频率控制准确度和频率控制稳定度方面研究国产钟性能，最后分析了不同控制间隔对国产钟性能的影响。结果表明随着二次损失函数中约束矩阵WR的增大，同步时间增加，控制准确度降低，控制短期稳定度提高。WR相同情况下，随着控制间隔的增加，同步时间增加，控制准确度降低，控制短期稳定度提高，对于WR=1时，控制间隔为1小时的同步时间为5小时，控制准确度为1.83ns，1小时的Allan偏差为1.81E-13；控制间隔为8小时的同步时间为28小时，控制准确度为4.48ns，1小时的Allan偏差为1.48E-13。控制国产光抽运小铯钟的中长期稳定度都得到提高。

关键词：原子钟状态模型线性二次高斯控制 Kalman滤波原子钟噪声

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面向联合作战的天基智能频谱管控技术研究

空间控制技术与应用 2022年第5期48卷 18-28页

作者：张旭刘攀惠腾飞李加洪李雄飞西安空间无线电技术研究所西安710100 空间微波技术重点实验室西安710100 西安电子科技大学西安710071

未来信息化战场涵盖空、天、地等多维作战力量,如何解决海量武器装备在多域作战场景下的用频冲突,实现面向任务的高效资源分配是军事频谱管理领域的发展重点.本文针对天基智能频谱管控的概念内涵、应用需求以及国内外发展现状进行分析总... 详细信息

未来信息化战场涵盖空、天、地等多维作战力量,如何解决海量武器装备在多域作战场景下的用频冲突,实现面向任务的高效资源分配是军事频谱管理领域的发展重点.本文针对天基智能频谱管控的概念内涵、应用需求以及国内外发展现状进行分析总结;结合典型作战场景及任务需求,完成面向联合作战的星地联合智能频谱管控方案设计,有效解决强博弈对抗条件下,传统地面集中式管控方案由于信息支援不足所导致的用频失效问题;提出基于多目标优化理论的用频决策模型,采用多智能体强化学习的求解方法,实现联合作战效能及用频公平性的最优权衡和整体提升,为我军在信息化战争中电磁控制权的快速争夺提供保障.

关键词：联合作战空间智能星地协同频谱管控