高超噪比宽带毫米波噪声信号光子学产生研究

受电子器件工作频率及功率的限制,传统电子学方法产生的噪声源的超噪比通常小于20 dB,针对这一问题,本文提出了一种基于非相干光拍频产生高超噪比宽带毫米波噪声技术.首先,用两个光滤波器对宽带放大自发辐射光源进行滤波整形.将获得的两束频率不同的放大自发辐射光耦合进入光电探测器进行拍频,从而产生电噪声信号.理论分析发现,通过...     

PKU-SCAF 1.3GHz超导腔2K垂直测试恒温器设计

1.3GHz超导腔是北京大学超导加速器装置(PKU-SCAF)中的关键设备,在正式安装之前,需对其进行超流氦条件下的性能测试。在2K垂直测试恒温器功能及流程分析的基础上,对恒温器关键部件进行了强度计算,形变分析、温度场仿真分析,给出了关键设备-低温负压换热器的设计参数,对垂直测试恒温器2K温区进行了热负荷分析与计算,确定了恒温器的结构形式,为恒温器的低温测试和稳定运行提供了理论依据。     

Ka频段低温限幅放大器设计

通过对核心低温器件进行低温参数测试的方式进行选型和设计,制作了一款MMIC集成结构的Ka频段低温限幅放大器,测试结果表明,在物理环境温度20 K下,工作频带32 GHz~38 GHz范围内,其噪声温度T_e≤73 K,增益≥16.8 dB,限幅耐功率电平≥2 W,能够有效提升接收机系统灵敏度和抗烧毁能力。     

VLBI天线接收机Ka波段低温耦合器的设计

针对VLBI天线接收机系统对Ka波段噪声定标的需求,设计了一款工作温度在≤20 K(-253℃)的双十字槽紧凑型Ka波段低温耦合器。采用HFSS软件和冷热负载法,对设计的耦合器分别进行了仿真和测试,在频段28～34 GHz和13 K环境温度下,耦合器插入损耗小于0.18 dB,耦合度在22.71～23.33 dB区间。测试和仿真结果一致性好,插损和耦合度满足了接收机要求。     

S波段低温低噪声放大器技术研究

介绍了低温低噪声放大器使用的HEMT(高迁移率晶体管)器件噪声模型的建立,对HEMT用S参数和噪声参数讲行仿直,获取适合的模型.给出了实例,放大器在低温10K工作,增益≥30dB,噪声温度≤4K.     

深空测控系统X波段低温接收组件

为满足探月工程及火星探测等深空测控的需求,开展具有极低噪声和发射频率功率强抑制双重要求的X波段低温接收组件的研制。采用隔热技术和阻抗匹配技术实现了隔热传输线从常温(300K)到低温(12K)的良好隔热和极低损耗;采用超导滤波器实现低的引入噪声的同时实现对发射频率的强抑制,避免其对接收频段的干扰;通过场效应管参数提取及源极负反馈等电路设计方法实现了极低噪声低温放大器的研制。通过热仿真设计将低温工作部件降至所需温度,以降低其引入的噪声温度。通过以上关键技术的解决,实现了接收组件在8.4-8.5GHz频率范围内:噪声温度≤11.4K;增益≥56.1dB;发射频率抑制≥141dB。很好满足了深空测控系统极低噪声和发射频率强抑制的需求。     

低温低噪声放大器的预修正设计与实现

本文给出了一种设计低温LNA的预修正设计方法.首先按照LNA常温设计方法设计低温LNA,然后,测量出低温情况下LNA的S参数.忽略匹配网络常低温下的变化,利用软件抠除输入输出匹配网络对S参数的影响.然后,利用这个低温参数模型优化匹配网络使低温LNA各项性能均达到设计要求.最后利用这种方法设计并实现了一款频率范围0.8GHz～2.4GHz驻波小于1.5,增益大于23dB,纹波小于1,噪声小于0.5dB的低温低噪声放大器.     

基于ADS的2.25GHz低噪声放大器的设计与制作

首先介绍用ADS软件仿真设计S波段低噪声放大器的方法,在仿真过程中,采用带封装模型的原理图-版图联合仿真的方法;然后对制作出的放大器在工作频段2.15—2.35GHz内测试,测试结果和电路仿真结果基本一致:输入输出驻波比均小于1.2,增益达到25dB,且带内增益波动为±0.4dB,噪声为0.7dB;最后对放大器进行了低温(液氮环境)测试,结果表明该放大器在低温下也能正常工作。     

低温下半导体激光器注入锁定产生的可调谐压缩光

利用钛宝石激光器注入锁定低温（80K）下的半导体激光器获得了低于散粒噪声极声1.1dB、调谐范围为13GHz的强度压缩光,并且在实验上与光栅反馈所产生的强度压缩光进行了比较。     

大口径低损耗微波真空窗设计

微波真空窗是宽频带低温接收机的关键部件,直接影响接收机的噪声温度。本文对馈源辐射张角、材料介电常数、大气压力等关键参数进行分析研究。通过理论设计、计算仿真、实验测试,完成了1.2～9 GHz宽频低温接收系统的大口径低损耗微波真空窗的研制,插损≤0.2 dB。突破了大口径馈源制冷的关键技术,解决了宽频低温接收系统噪声温度≤50 K的技术难题。     

Ka波段低温低噪声放大器的研制

介绍了Ka波段低温低噪声放大器的设计和试验结果。在物理温度小于20K的环境下,噪声温度小于23K,输入输出回波损耗小于-12dB,0¹00GHz内无条件稳定。该组件将用于接收系统中的低温接收前端,能提高雷达的灵敏度和有效作用距离。     

20K-40K温区大功率单级脉管制冷机研究

脉管制冷机没有低温下的运动部件,具有运行可靠、低振动、低磁噪声以及长寿命等显著优点,可望在空间技术、超导、低温电子等领域获得广泛应用.文中介绍自行研制的一台20K-40K温区大功率单级脉管制冷机.初步实验结果表明,该制冷机的最低制冷温度为15.4K,在20K、30K和40K的制冷量分别达到6.1W,21.3W和37.3W.该制冷机为进一步的超导应用奠定了良好基础.     

C波段低相位噪声高温超导介质振荡器

高温超导技术在现代军用、民用电子系统中的应用日益广泛,文中的设计应用超导技术制作了一个振荡器,该振荡器具有极低的相位噪声,在77K温区,该振荡器工作频率5.012GHz,偏离载频1kHz处相位噪声达-129.8dBc/Hz.     

4~20 K 温区固体界面导热填料接触热阻实验研究

超导量子干涉仪、 超导光子探测器等深空探测器需要液氦温区制冷技术提供极低温温度, 固体界面接触热阻的存在会增大耦合界面温度差, 进而增加制冷机系统冷损. 为定量探究4~20 K 深低温区固体接触热阻, 采用GM 作为冷源, 设计了一台可同时调节压力和低温温度的固体界面接触热阻测试实验台. 利用感压纸进行接触界面压力校核, 并对温度重复性进行验证. 实验测试了不同导热介质填充情况下, 温度和压力变化时固体接触热阻的变化规律. 基于最小二乘法对实验数据进行半经验公式拟合, 获得4 ~20 K 温区不同压力加载条件下的接触热阻的定量参考.     

X波段低温低噪声放大器的研制

介绍了X波段低温低噪声放大器的设计和实验结果。该放大器采用HEMT器件三级级联,频率范围为8 500MHz~8 850 MHz,在环境温度大约20K的环境下,噪声温度小于11K,输入输出回波损耗小于-25dB,功耗小于25mW,0~40GHz内无条件稳定。     

X波段宽带极低噪声低温放大器

介绍了8～9GHz极低噪声低温放大器的研制。在≤15K的工作温度下,实测放大器的主要性能指标如下:等效噪声温度≤7.9K;增益>31dB,带内起伏≤1dB;输入反射损耗<-21dB;输出反射损耗<-23dB。它的研制成功,实现了深空探测、天文观测等X波段宽带低温接收机的核心器件国产化。     

微机在有源消声中的应用

本文讨论将微机技术引入单源有源消声器。微机控制其可变参数,使消声系统能对噪声源进行自动跟踪。其参数在一定范围内随着消声情况的变化而变化,始终保持最佳的消声效果。对线状谱噪声可将其剩余噪声控制在本底噪声或比本底噪声稍高一点的范围内(～3dB)。跟踪速度较快,最佳消声状态的稳定性也较好。     

19.3K单级高频脉冲管制冷机的实验研究

本文介绍了小型台式20 K低温制冷机的最新研究进展。该研究的目标是提供结构简单、运行可靠、振动和噪声小的小型台式制冷机。现在已经研制了一台单级高频多路旁通型脉冲管制冷机,并在其基础上开展了实验研究。目前,该制冷机在200 W输入功率时无负荷最低温度19.3 K,在38 9 K提供1 W的制冷量,能够满足一些用户对于20 K温区的需求。     

超导滤波器的研究

介绍了超导滤波器的原理、设计、制作和实验结果。利用YBCO超导薄膜制作出超导滤波器,在65K时,测试出滤波器的技术指标为中心频率1.18GHz,带宽196MHz,带内平坦,带内最小插损0.06dB。     

极低插损的超宽带低温耦合器设计

本文介绍了一种工作温度≤20 K(-253℃)的超宽带低温耦合器的设计方法,采用超宽带对称式耦合器理论设计出2～14 GHz超宽带、30 d B的耦合器,针对低温环境影响,采取特殊工艺,实现超宽带低温耦合器工作温度≤20 K。通过ADS仿真软件对其进行仿真并经实测,结果表明,该耦合器具有优良的性能,在11 K工作温度下,2～14 GHz全频带内插损≤0. 23 d B,耦合度为29. 32～30. 76 d B,带内波动≤1. 44 dB,端口驻波≤1. 3,实测数据与仿真结果具有很好的一致性。