低场磁共振系统的低噪声前置放大器研究设计

噪声前置放大器是磁共振射频接收子系统中的重要组件,它的性能优劣直接决定了最终磁共振图像的好坏.目前市场上的低噪声前置放大器大多基于中高场磁共振系统开发,而针对低场磁共振系统的很少;另外,商用低场磁共振系统的低噪声前置放大器价格相对较贵,并且多采用两级放大结构,结构复杂、调试难度大、成本相对较高.在此背景下,针对0.5 T低场磁共振设备利用Keysight公司的先进设计系统（ADS）软件对低噪声前置放大器进行研究设计,采用一级放大结构,探索电路设计与布局对放大器性能的影响.实测结果表明自主设计的低噪声前置放大器在21 MHz共振频率附近噪声系数为0.5 dB左右,增益达到了30 dB,能够满足低场磁共振应用的要求.     

某型双频接收机混频中放组件的研制

介绍了S、X波段带数字控制衰减器的混频中放单元设计方法,带内增益平坦度≤±0.5dB,功率输出1dB压缩点≥15dBm;介绍了放大器增益的分配思路、数控衰减器的工作原理、电路的实现方法及电路制版后装配调试和测试结果,满足设计要求。     

超宽带非对称多节定向耦合器设计

介绍了一种超宽带非对称多节定向耦合器的设计方法,采用矩阵运算和网络综合理论设计出1⁹GHz超宽带20dB耦合器,通过ADS仿真软件对其进行仿真,仿真结果表明,该耦合器具有优良的性能。实际测试结果在19GHz超宽带20dB耦合器,通过ADS仿真软件对其进行仿真,仿真结果表明,该耦合器具有优良的性能。实际测试结果在1⁹GHz频带内,插损≤0.7dB;耦合度20dB;带内波动≤1dB;隔离度≥27dB;端口驻波≤1.32。实测数据与仿真结果具有很好的一致性。     

超小型非硅基微机械可调光衰减器

研制了一种新型的超小型电磁驱动微机械可调光衰减器（VOA）.该器件采用电磁驱动器转动硅基微镜改变光路实现可调衰减,在结构上采用了全磁性回复,完全摆脱了通常的弹性回复造成的部件疲劳、零点偏移等器件重复性问题.驱动电压为0～5 V,工作范围0～40 dB,插入损耗小于0.8 dB,回波损耗小于－50 dB.器件重要部件采用微细电火花加工(EDM)技术制作,并应用FEA软件进行了结构优化,对衰减响应进行了详尽的理论分析.该VOA设计体积仅为25×10×7 mm3,可构成阵列应用于波分复用（WDM/DWDM）系统中各信道的动态信号平衡或网络保护.     

宽带磁共振T/R开关的设计与实现

磁共振系统中的发射/接收（transmit/receive,T/R）开关用于收发通路的切换,要求在隔离大功率信号的同时具有较小的插入损耗;另外,在宽带磁共振谱仪中,一般的窄带T/R开关也不再适用.本文基于PIN（positive-intrinsic-negative）二极管设计了工作频率为10~100 MHz的宽带磁共振T/R开关.通过减小电平跳变、优化开关过冲和解决二极管被动导通等问题,获得了插入损耗小于1 dB、大功率信号隔离度大于75 dB、开关时间1 μs的整体性能.用本文设计的宽带T/R开关替代一般探头中的窄带T/R开关,在0.5 T核磁共振（NMR）波谱仪上测得了氢核和氟核两个不同频率的磁共振信号,验证了宽带T/R开关的宽带性能.     

新型有机聚合物光子射频2路移相器的设计

以3dB带宽为12GHz的有机聚合物光子射频2路移相器的理论设计为目标，设计了一种新型的有机聚合物射频（RF）移相器，并对其光波导结构及电极系统进行了仿真。分析了移相器的输出特性，可在两个端口实现360°的连续线性移相，并且输出功率波动小于3dB。该器件移相性能好，体积小，有利于阵列集成。     

某型接收机后级放大器的设计

介绍了后级放大器的设计方法,放大器要求在1GHz带宽内增益平坦度≤±0.3dB,功率输出1dB压缩点≥8dBm.文中介绍应用ADS软件进行了电路设计和仿真,电路制版后装配调试.测试结果和仿真进行比较,指标满足设计要求.     

强磁场、宽温区冲(4.2-300K)离子注入GaAs霍耳测磁探头

本文介绍用于强磁场、宽温区(4.2—300K)St~+离子注入高线性GaAs霍耳测磁探头。室温下,磁通密度B=0—1T和B=0—2.5T,磁线性度α分别≤±0.05％和≤±0.25％;4.2K,B=0一7T,磁线性度≤±0.5％;测磁的空间分辨率<0.7mm。     

具有大范围高分辨率线性响应特性的超短无芯光纤溶液折射率传感器

通过理论与实验对比, 证明模式传输分析(MPA)方法求解单模-多模-单模(SMS)结构的可行性. 以MPA理论为基础, 提出了SMS结构折射率传感装置线性响应点的寻找方法. 利用该方法为实验制作的无芯光纤SMS折射率传感器设计了大范围高分辨率线性响应位置, 并在实验中获得证实. 实验采用短至4.4 mm的直径104 μ无芯光纤, 在折射率1.326–1.417范围上获得了19.10 dB的功率线性变化, 以商用光功率计0.01 dB分辨率计, 折合折射率分辨率4.76×10^-5, 实现了理论指导下的大范围高分辨率线性响应. 关键词： 全光纤折射率传感器 多模干涉仪 SMS 无芯光纤     

基于同轴波导的1分16功分器的设计与实验

针对高功率固态源多路功率分配技术的需要,设计并研究了一种基于同轴波导的多路功率分配器件。通过分析同轴波导传输特性与阻抗匹配理论,利用电磁仿真软件设计了一种S波段1分16功分器模型,并加工出实物进行实验测试。实验结果表明：该功分器在2.28～2.86 GHz,相对带宽约23%频率范围内,输入端反射系数S11≤-15 dB;在2.37～2.57 GHz,相对带宽约8.1%频率范围内,输入端反射系数S11≤-20 dB;输出幅度不平衡度±0.1 dB,相位不平衡度±5°。该功分器满足输出幅度与相位一致性要求,可应用于S波段百瓦级连续波功率分配。     

非理想情况下前馈功放性能分析及优化

为有效指导前馈超线性功率放大器的工程调试与优化,分析了元器件非理想情况下前馈功放的线性化性能及优化指标。首先,通过简化的环路模型,在不考虑误差功放畸变的条件下,推导了线性度与支路幅度、相位失配及延迟失配的理论数值关系,并分析了延迟失配对线性化带宽及抑制比的影响;接着,在考虑误差功放畸变的基础上定义了有效对消比,详细分析了系统三阶交调畸变的极限对消能力。最后,基于设计的前馈线性功放进行了优化分析。实验结果表明,设计的功放线性度改善了36.23 dB。     

Design of broadband hybrid fiber amplifier based on particle swarm optimization algorithm北大核心CSCD

基于铒/镱共掺光纤放大器（erbium-ytterbium doped fiber amplifier, EYDFA）的理论模型和受激拉曼散射效应的分析理论,利用EYDFA和拉曼光纤放大器（Raman fiber amplifier, RFA）的增益谱互补特性,研究并设计了EYDFA与二阶多泵浦RFA相结合的混合放大器结构。为了得到高增益和低平坦度的混合放大器,引入了粒子群算法优化泵浦光波长和功率。仿真结果表明:在不使用增益均衡器的条件下,所设计的混合光纤放大器在输出端得到了近似相等的输出光功率,在90 nm的带宽范围内平均增益为38.78 dB,增益平坦度为1.1 dB,为混合放大器的设计和优化提供了参考。     

核磁共振波谱仪用射频功率放大器的设计与实现

介绍了一种应用于核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）波谱仪的宽频带射频功率放大器的设计与实现,提出了射频功率放大器门控信号的设计,探讨了利用传输线变压器构建功率MOSFET输入输出阻抗匹配网络的方法. 该射频功率放大器采用多级驱动结合功率放大的结构,包含2个工作模块和基于宽频带定向耦合器的辅助电路,支持高带和宽带通道的相关实验. 将该射频功率放大器应用在自主研发的500 MHz高分辨率液体NMR谱仪上,测量射频功放的上升、下降时间及输出线性度,并对比测试¹H和¹³C NMR标样的信噪比,实验结果证明了该设计的可行性.     

A High-Gain, 28GHz, 200kW Gyroklystron Amplifier

A design study of a high efficiency/gain gyroklystron amplifier is performed to demonstrate amplified radiation power of 200kW operating at 28GHz. A key design feature of the present gyroklystron amplifier is that the amplifier is designed to be high gain so that it can be saturated by a low power solid state power amplifier. A non-linear, time-dependent, large signal numerical code is used to predict tube performance. Simulations predict that a stable amplifier radiation power of 214kW is produced with a saturated gain of 54dB, an electronic efficiency of 37%, and a frequency bandwidth of 0.3% from a five-cavity gyroklystron amplifier. The amplifier gain is found to be very sensitive to a beam velocity spread.     

Ka波段宽频带行波管放大器线性化研究

线性化器是毫米波通信系统中的关键器件,在改善放大器的线性指标及提高通信质量等方面起着至关重要的作用。现阶段国内行波管放大器（TWTA）线性化技术尚不完善,无法满足通信技术发展的应用需求,因此线性化技术的研究刻不容缓。本文提出了一种新的宽频带模拟预失真线性化器结构,用来改善Ka波段TWTA的非线性特性。仿真结果表明,在26～30 GHz频率范围内,输入功率为?20～10 dBm,线性化器的增益扩张≥5.08 dB,相位扩张≥64.81 °。将线性化器与TWTA进行级联测试,中心频率的增益压缩≤3.12 dB,相位压缩≤2.31 °,三阶互调（IMD3）显著提高。     

Design of Broadband L-band Erbium Doped Fiber Amplifier

An 80 nm bandwidth long wavelength erbium-doped fiber amplifier using a seed light injection method is designed.It is shown that when the wavelength of the seed beam varies from 1520 nm to 1570 nm,the gain at 1610 nm increases and reaches maximum near 1553 nm and then decreases.The gain increases with the seed light power.With the seed light ,the long wavelength Erbium-doped fiber amplifier has 80 nm bandwidth (1570～1650 nm),30 dB gain and noise figure less than 5.0 dB.     

Design of Broadband L-band Erbium Doped Fiber Amplifier

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ(ＷＤＭ )ｍｅｔｈｏｄｇｉｖｅｓａｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｄｅｍａｎｄｏｎｔｈｅｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ .ＯｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＷＤＭｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｓｔｏｂｒｏａｄｅｎｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｅｒｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ (ＥＤＦＡ)ａｎｄｔｏｇｅｔｔｈｅｗｉｄｅｂａｎｄａｎｄｆｌａｔ ｇａｉｎＥＤＦＡ .…     

Gain-clamping techniques in two-stage double-pass L-band EDFA

Two designs of long-wavelength band erbium-doped fiber amplifier (L-band EDFA) for gain clamping in double-pass systems are demonstrated and compared. The first design is based on ring laser technique where a backward amplified spontaneous emission (ASE) from the second stage is routed into the feedback loop to create an oscillating laser for gain clamping. The gain is clamped at 18.6 d B from -40 to -80 dBm with a gain variation of less than ±0.1 dB and a noise figure of less than 6 dB. Another scheme is based on partial reflection of ASE into the EDFA, which is demonstrated using a narrowband fiber Bragg grating. This scheme achieves a good gain clamping characteristic up to -12 dBm of input signal power with a gain variation of less than ±0.3 dB from a clamped gain of 22 dB. The noise figure of a 1580 nm signal is maintained below 5 dB in this amplifier since this scheme is not based on lasing mechanism. The latter scheme is also expected to be free from the relaxation oscillation problem.     

Effect of injection of C-band ASE on L-band erbium-doped fiber amplifier

The effect of injecting conventional band (C-band) amplified spontaneous emission on the performance of long-wavelength band erbium-doped fiber amplifier (L-band EDFA) is demonstrated. It uses a circulator and broadband fiber Bragg grating (FBG) to route C-band ASE from a C-band EDFA. Injection of a small amount of ASE (attenuation of 20 dB or above) improves the small signal gain with a negligible noise figure penalty compared to that of an amplifier without the ASE injection. A maximum gain improvement of 3.5 dB is obtained at an attenuation of 20 dB. At very large amounts of ASE injection (attenuation of 0 dB), the gain of the amplifier is clamped at 15.2 dB from ?40 to ?10 dBm with a gain variation of less than 0.3 dB. The saturation power is also increased from ?8 dBm (for without ASE injection) to 2 dBm (VOA=0 dB) with a slight noise figure penalty. These results show that the ASE injection technique can be used either for gain improvement or for gain clamping in L-band EDFA.