两路输入前置光放大星间微波光子链路优化

考虑到星间微波光子链路传输损耗大且多路微波信号之间交调干扰严重,利用前置光放大来提高链路的信号噪声失真比RSNDR。建立了两路输入前置光放大星间微波光子链路模型,推导出了RSNDR的解析表达式。通过优化马赫-曾德尔调制器的直流偏置相移,使得在给定输入射频信号功率条件下RSNDR最大,并进一步分析了前置光放大器参数对最优直流偏置相移和RSNDR的影响。仿真结果表明,前置光放大改变了影响RSNDR的主要因素,使信号放大的倍数大于噪声和三阶交调(IM3)放大的倍数,从而提高了链路的RSNDR。当前置光放大器增益为20dB、噪声系数为3dB时,最优的RSNDR比不加前置光放大器时提高24dB。前置光放大器增益和噪声系数对最优的RSNDR影响很大,而对最优的直流偏置相移几乎无影响。     

复合抛物面聚光器作为可见光通信光学天线的设计研究与性能分析

针对室内可见光通信的特点, 选择复合抛物面聚光器作为可见光通信系统光学天线, 介绍了复合抛物面聚光器的几何结构和光学特性, 利用光学仿真软件 TracePro对复合抛物面聚光器进行了设计、建模与仿真. 通过对不同光源条件下复合抛物面聚光器聚光特性的仿真发现: 在光源为朗伯辐射模型时复合抛物面聚光器的聚光性能更好, 且视场角越小增益越高; 但接收端与光源的相对位置对小视场复合抛物面聚光器的实际增益有明显影响, 在仿真条件下, 视场角为10°的复合抛物面聚光器实际增益为22.88, 比理论值降低了31%. 在此基础上, 在一个5 m×5 m×3 m的房间中对采用复合抛物面聚光器为光学天线的室内可见光通信系统进行了建模, 分别得到了直射链路和非直射链路下房间内各个位置的光功率分布. 仿真结果表明, 采用一个视场角为60°的复合抛物面聚光器为光学天线, 两种链路下平均接收功率分别提高了4.29 dBm和4.77 dBm, 非直射链路比直射链路的平均接收功率提高了11.2%.     

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.     

场效应器件低温特性与低噪声放大器

高温超导滤波器与低噪声放大器(LNA)组成的射频接收机前端设备具有高选择性、高灵敏度和极低的噪声,因而展现出广阔的应用前景.本文研究了场效应器件的低温物理特性和电学参数,研制了一种适用于高温超导微波接收系统的低温低噪声放大器,在60K工作温度下,具有很好的噪声特性.包括高电子迁移率场效应晶体管在内的元件参数均在60K温度下进行了实际测量.放大器的各项指标与设计值吻合,工作频段为800MHz～850MHz,增益大于18dB,输入输出驻波比小于1.2,噪声系数小于0.22dB.     

光放大器对光载微波信号传输效率的改善

针对现有微波光传输系统存在电光转换效率不足的问题,本文设计了一种基于调制器低偏与光放大器相结合的光发射结构,通过充分利用链路增益与光功率水平之间的平方关系以及低偏链路传输效率与光功率呈近似线性变化的特点,实现了光载微波信号传输效率的有效提升。经过测试可知,本方案较常规正交点传输方式在射频增益方面提高了13.5 dB,同时不会使噪声系数产生明显恶化,并且本方案可以采用现成产品以实现低成本制作,在电子信息装备中具有广泛的应用潜力。     

基于ADS的射频前端预选器的设计与仿真

预选器作为射频接收前端的主要组成部分,对整个射频信号的接收有着重要的作用。针对实际无线通信环境下的应用,使用ADS软件设计了一种20MHz~3.6GHz的射频前端预选器。在该设计中采用了亚倍频程滤波器组进行分段滤波和抑制镜像信号,并利用低噪声放大器（LNA）对信号进行放大并减小噪声,并对设计的预选器关键部分的插入损耗、增益、噪声系数等指标进行了仿真。仿真结果显示,所设计的预选器各项性能指标均已达到了预期的要求,对接收机前端系统的研究和完善具有重要的参考价值。     

偶极天线用于高功率微波功率测量的研究

为了减小高功率微波尤其在低频段功率测量采用的接收天线的增益,本文设计了一种低增益的L波段偶极天线.通过理论分析和数值模拟,得到该天线的优化结果为:中心频率为1.75GHz,相应的增益为-5.55dB;在1.70GHz-1180GHz频带内,增益变化不超过1.1dB,功率容量的估算值为0.1MW,可以满足相应测量要求.     

偶极天线用于高功率微波功率测量的研究

为了减小高功率微波尤其在低频段功率测量采用的接收天线的增益, 本文设计了一种低增益的L波段偶极天线. 通过理论分析和数值模拟, 得到该天线的优化结果为: 中心频率为1.75GHz, 相应的增益为－5.55dB; 在1.70GHz—1.80GHz频带内, 增益变化不超过1.1dB, 功率容量的估算值为0.1MW, 可以满足相应测量要求.     

S波段低温低噪声放大器的研制

介绍了基于ADS仿真的低噪声放大器的设计与制作方法;重点研究了LNA的直流偏置、稳定性分析、匹配设计、版图制作和调试;提出了源级负反馈和栅极加并联阻抗的方法来实现了电路全频段稳定和低温正常工作。采用ATF-34143制作了中心频率在2.25的低噪声放大器,在77K温度下,该放大器带内输入输出驻波比小于1.2,增益达到23dB,噪声系数为0.24dB。     

卡塞格伦光学天线偏轴及性能分析

设计了具有抛物面结构的卡塞格伦光学天线.通过对偏轴下的卡塞格伦光学天线系统的分析,得到了不同偏转角所对应的接收光斑面积表达式和功率衰减曲线.讨论了偏轴下的接收天线增益与波长及偏转角的关系,仿真出在偏轴与轴对准两种情形下的增益曲线.仿真结果表明,〖JP2〗最大偏轴比轴对准情形增益降低了6.564dB.最后分别针对轴对准与某种偏轴情形下的系统做了光斑测试实验与天线耦合效率测试实验.结果为：偏轴下天线耦合效率降低了26.966%.这些研究为星间光通信中控制系统实现光轴的精确对准提供了理论依据,具有重要的实用价值 关键词： 偏轴 卡塞格伦光学天线 偏转角 增益     

Imaging Simulation for MMW Synthetic Aperture Radiometer

A synthetic aperture radiometer is a new type of passive remote sensing instrument that can reach high spatial resolution. Restricted by antenna element size and operating wavelength, however, the system design is difficult at MMW band. In this paper, main technical parameters optimization of a synthetic aperture radiometer is discussed. Based on low-redundancy linear arrays, a millimeter wave synthetic aperture radiometric imaging scheme is presented. The simulation experimental results show that the system imaging effect depends on the synthetic aperture antenna pattern.     

A New Type of Digital Compensatory Millimeter Wave Radiometer

System gain and receiver noise are two main impact factors of total power millimeter wave (MMW) radiometer output. In this paper, a new method of using software to compensate system gain and receiver noise fluctuation is introduced. This method can keep the long-term stability and accuracy of the radiometer. At the same time, only one matching load is used as the reference source, which can prevent the trouble caused by using two cold and hot calibration sources in ground-based or airborne radiometer. The preliminary experiment proves the efficiency of the method.     

Study of SAR imaging with COMPASS signal

A concept of space-surface bistatic synthetic aperture radar (SS-BSAR) passive imaging system is proposed,which is parasitic on the signal of COMPASS Navigation Satellite System (CNSS).The feasibility is demonstrated by analyzing the signal ambiguity function and the range resolution as well as the system topology.Due to the multiple peaks of signal in the auto-correlation function,a new correlation is used to remove the side-peaks.A double-channel receiver is employed to receive the direct satellite signal...     

星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正技术 (II) : 校正试验

创建了地球场景数据集, 结合全极化微波辐射传输模型, 仿真了地球场景亮温. 基于自主推导的全极化天线温度方程, 通过GRASP9软件生成天线方向图, 模拟了辐射计的天线温度. 进而利用多元线性回归方法, 求取了天线交叉极化校正M矩阵, 实现了对星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化的校正. 试验结果表明: 天线温度与地球场景亮温之间具有良好的线性关系; 天线交叉极化对全极化微波辐射计正交通道亮温影响明显, 尤其以对垂直极化亮温误差的影响最为显著; 校正后各通道的天线交叉极化得到了有效的减小, 交叉极化优于-23 dB, 极化纯度大于99.5%, 采用M矩阵校正及消除天线温度中交叉极化亮温影响的方案是切实可行的. 该校正技术可以实现星载极化相关型全极化微波辐射计在轨运行后对于天线交叉极化的最终校正. 关键词： 全极化微波辐射计 天线交叉极化 天线温度方程 M矩阵')" href="#">M矩阵     

Spatial coherence analysis applied to aberration correction using a two-dimensional array system

Complex degree of coherence functions are computed using synthetic and measured ultrasound data to demonstrate noteworthy aspects of coherence analysis in the context of aberration correction. Coherence functions calculated from synthetic data illustrate the importance of proper normalization of the constituent cross-correlation integrals when weak elements and receiver directivity are significant factors. The synthetic data also show that a spike can occur at the zero-lag position of the coherence function when the signal-to-noise ratio is reduced by element directivity near the edges of a large aperture. The latter observation is confirmed by experimental data acquired through tissue-mimicking distributed aberration phantoms using a low f-number two-dimensional array system. The coherence of data acquired at neighboring elements is not changed by time-shift compensation of transmit and receive focusing, but time-shift compensation does improve the coherence of echoes measured over larger separations. The resulting increase in coherence widths evaluated at levels between 0.2 and 0.5 is correlated with narrower -10 dB and -20 dB effective widths in focuses visualized using single-transmit images. Iterative focus compensation methods may benefit from aberration estimation algorithms that take advantage of these longer-range correlations in random-scattering waveforms.     

运动小孔径水平基阵估计目标深度

针对浅海动态声场,基于简正波模型提出了一种利用运动小孔径水平基阵估计目标深度的方法。通过合成孔径算法将运动小孔径水平基阵扩展成虚拟的大孔径水平基阵,利用稀疏近似最小方差准则可以在相对较小的合成孔径上估计各阶简正波模态能量,不同深度的模态匹配度由Camberra距离的负指数度量,目标深度估计结果是模态匹配度最大值对应深度。数值仿真与实验结果表明,在简正波声场结构基础上,声源频率越低则实现目标深度估计需要的合成孔径距离越小,当声源与阵列端射方向成一定角度时,对所需合成孔径的影响与其相对速度变化时的影响相同,在典型浅海水平分层波导中,当单阵元输入信噪比为10 dB时,准确估计200 Hz和350 Hz声源的深度,分别要求合成孔径大于12倍和16倍波导深度。利用实验数据验证了该方法对水下低频线谱声源的深度估计能力。      

VLASOV天线的研究

 使用频域矩量法(MM)和时域有限差分方法(FDTD)对VLASOV天线进行了系统研究。通过数值模拟：对VLASOV天线中的模式转换及其辐射过程进行有了清晰的物理描述；对VLASOV天线进行了参数化研究；并为实验提供了加工原型，实测结果与模拟结果吻合良好。在此基础上，结合VLASOV天线在高功率微波系统中的应用提出了一种新的设计方案。该方案实现了天线与天线罩的一体化设计，使辐射波束实现了较好的圆对称性，天线增益提高6dB，第一副瓣电平下降13dB。     

Focusing and amplification of electromagnetic waves by time reversal in an leaky reverberation chamber

In this article, time reversal is used to generate high power microwave pulses from a low power arbitrary wave generator. We use a reverberation chamber with an aperture on the front face and we take advantage of the pulse compression property of time reversal. High amplitude peaks are generated outside the chamber thanks to the long spreading time of the signals inside. We study the amplitude of this peak and the width of the focal spot with respect to the different experimental parameters. A gain of 18 dB compared to a directive antenna of the same aperture is obtained.     

实时定位系统中的自适应门限接收技术研究

提高接收机灵敏度的最通用方法为相干积分技术,但在实时定位系统中,由于发射信号为短时突发,所取得的相干积分增益有限。为此,提出采用自适应门限接收技术提高接收灵敏度,并通过仿真实验,分析了相干积分时间、残余频差等参数对自适应门限接收技术改进效果的影响。仿真结果表明,当残余频差为120Hz时,通过长度为50个伪码周期的相干积分及自适应门限检测技术的应用,可以有效提高接收机灵敏度约17dB。     

Chirp-coded robust synthetic aperture technique for medical endoscopic ultrasonography

A chirp-coded robust synthetic aperture(CRSA) technique for medical endoscopic ultrasonography is presented.The technique uses chirp-coded excitation and pulse compression to enhance the robustness of synthetic aperture technique.The effect of resolution enhancement by the CRSA technique is demonstrated by both Field II simulation and practical experiment. Data for 6 point targets is simulated and the performance of CRSA is compared with that of conventional barker-coded synthetic aperture technique(BSA).Nylon ropes are examined by a single element transducer centered at 8 MHz.Both simulation and experimental results indicated that CRSA can improve resolution of ultrasound images with good robustness as compared with the conventional BSA technique.The lateral resolution is upgraded to 1.4 mm from 1.8 mm.The main-lobe broadening and SNR degradation are 0.04 mm and 0.2 dB respectively,which are 0.95 mm and 3.6 dB lower than those of BSA,when the sound speed error is 6%of the true value 1540 m/s.It therefore can be concluded that CRSA has more robustness than BSA against the disturbance caused by sound speed errors.