X波段极低噪声低温放大器

介绍了X波段极低噪声低温放大器的研制。在≤15K的环境温度下,X波段100MHz带宽内,实测放大器的等效噪声温度:≤8.8K;增益:>36dB;带内起伏:<0.4dB;输入反射损耗:<-22dB;输出反射损耗:<-20dB。它的研制成功,将可以替代进口产品满足X波段低温接收机的研制需要。     

X/Ka双频低温接收前端设计

低温接收机是深空探测地面应用系统的重要组成部分,深空测控距离遥远,需要挖掘一切潜力提高地面设备的接收能力。带圆极化网络制冷技术对改善深空系统接收品质因素G/T作用明显。提出了圆极化网络制冷的X/Ka双频低温接收前端设计的若干关键技术,并给出样品研制测试结果。测试结果表明,X频段低温接收前端噪声温度小于20K,Ka频段低温接收前端噪声温度小于30K。     

L波段低温低噪声滤波放大组件设计研究

仿真和设计了一种以超导滤波器和低温低噪声放大器为核心的滤波放大组件,在77K温度下,该组件带外抑制大于100d B,在工作频段内,噪声系数优于0.44d B,增益为29.9±0.4d B,输入回波损耗优于-13.8d B,满足设计指标要求。     

深空探测用超导滤波器及滤波放大组件

研制了针对深空探测的超导滤波器和超导滤波放大组件,该超导滤波器在无需后期调谐的情况下,回波损耗大于25.16dB,驻波比小于1.12,插入损耗约0.04dB,阻带抑制达到了115dB以上;超导滤波放大组件的增益为30dB±0.2dB,回波损耗约为20dB;而组件的噪声温度仅为8K~9K。     

基于X射线的新一代深空无线通信

在空间无线通信的研究应用方面,微波和激光通信技术已比较成熟,但是也存在传输距离、通信速率有限等瓶颈问题,严重制约未来的深空应用.X射线由于波长短、穿透能力强,当X射线光子能量大于10keV(λ＜0.1nm)时,在太空中几乎是无衰减的传输.因此可望在较小的体积、重量、功耗下实现远距离太空传输.然而,在我国对于X射线通信的应用研究目前尚属空白,美国航空航天局也刚刚提出并将此技术称为“革命性的概念”.因此,利用X射线作为信息载体的新概念空间通信方法的研究具有重要的科学意义及应用前景,X射线通信技术不仅将对已有的微波和激光通信技术起到很好的补充,而且还能在微波和激光受到屏蔽的通信场合发挥独特作用.开展基于X射线的深空无线通信技术研究,主要包括开展X射线空间通信的传输理论研究,开展大功率、宽频带(GHz)X射线脉冲调制发射技术的研究,开展快速、极微弱X射线探测技术的研究,开展X射线深空通信的捕获、跟踪与对准技术的研究,以及开展高效率纠错编码理论与技术的研究.     

开放光路TDLAS气体检测系统光学接收组件设计

针对开放光路TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱技术)气体检测系统中,由于角反射器在生产及使用过程中表面光洁度下降及大气传输扰动造成回波信号入射方向与接收透镜光轴非严格平行,从而导致系统探测灵敏度下降的问题,分析回波信号与菲涅尔透镜光轴夹角不同时的汇聚点偏移量,设计了由圆锥体反射器和抛物面反射器组成的二次光学元件,并运用TracePro光学软件对其参数进行优化。在回波光线-6°~6°入射角偏差范围条件下对优化设计的光学接收组件进行聚光特性模拟。模拟结果表明:优化设计的光学接收组件接收角为4.9°,光学效率为78.24%,与单独菲涅尔透镜及菲涅尔透镜-复合抛物面聚光器(CPC)光学接收组件相比聚光性能明显提高,适用于实际检测过程。     

ka频段低温接收前端设计

低温接收前端是深空探测地面应用系统的重要组成部分,深空测控距离遥远,需要挖掘一切潜力提高地面设备的接收能力。接收前端工作在低温环境,能够有效降低接收系统的噪声温度,提高系统的G/T值。提出了馈源制冷接收前端设计的若干关键技术,并给出样品研制测试结果。测试结果表明Ka频段采用馈源制冷低温接收前端噪声温度小于45K。     

双波段芯片集成封装组件的低温光谱定量化

在同一组件中多芯片多波段的应用中,由于芯片的中心距越来越小,导致某些相邻波段通常被集成制备到一个芯片上。为减小波段串扰,本文针对一体化双波段芯片集成封装组件的低温光谱定量化展开研究,通过制备一体化双波段芯片集成封装组件,并通过波段间物理隔离、金属区物理遮盖等措施将两波段的光束隔离。测试结果表明隔离前后,芯片间光谱串光现象有了明显改善,波段间串扰从8%降到了4%以内,光谱带外响应从6.5%降低至0.78%。为了避免低温工况下物理隔离条与芯片的热失配问题,隔离条采用与芯片衬底完全一致材料。双波段芯片集成封装组件的高低温冲击试验表明,其在有效抑制组件内串扰的同时,也解决了组件内关键部件的热失配问题。     

低温接收系统用检波器的研制

在低温接收系统中,检波器作为检验输入功率的重要指标,是低温接收系统正常工作与否的标志之一。文中介绍了利用集成对数检波芯片检波技术检测低温接收系统输入功率,提出了设计思路,详细介绍设计方案,如何设定报警阈值以及在不同环境温度下对检波结果的影响。     

深空探测用低温接收机可靠性分析与设计

介绍深空探测用低温接收机可靠性预计的详细计算过程,并根据可靠性计算结果对接收机的各类故障模式及危害性进行分析,由此得出低温接收机可靠性设计过程中应关注的事项和遵守的原则。     

用于低温电气性能测试平台的温度控制系统

随着空间技术的不断发展和超导技术的实用化,不同低温环境下绝缘材料的电气特性越来越受关注.针对低温环境中绝缘材料电气性能测试系统,文章基于Labview平台,采用闭环控制原理设计了一套温度控制系统.该系统能较精确稳定地实现对试验区域温度的控制,可以用于不同低温温度下绝缘材料的电气性能测试.     

星载X频段1600 W高幅相一致性脉冲行波管放大器

空间高分辨率合成孔径雷达（SAR）系统对大功率脉冲行波管放大器的带宽、输出脉冲能力、幅相一致性提出了更高的要求,基于宽带功率合成的kW级脉冲行波管放大器技术是空间应用的关键技术问题。研究了大功率脉冲行波管放大器宽带高幅相一致性控制技术和宽带功率合成技术,提出了空间用小型化脉冲双路合成行波管放大器集成结构,在3 GHz宽带内,实现了大于95%的合成效率,多台产品相位一致性≤±10°。     

冷冻靶制备用低温氦气循环系统

常温高压渗透充气、低温冷却的冷冻靶球,需要20K以下的低温循环氦气,用于冷却高压渗透室和低温恒温腔。本套系统采用GM制冷机为冷源,采用专用氦压缩机为循环泵,设计高效率的回热式换热器,实现末端的20K以下低温氦气,通过低温氦气冷却终端部件,实现了20K的低温恒温环境和渗透室的冷却。     

低温温度计筛选系统设计

为了筛选满足诸如长期稳定、读数精确、抗干扰等条件的温度计,需要对温度计进行冷热循环冲击实验——升降温循环实验。设计了一套利用GM制冷机作为冷源的系统,用来实现这一目的。利用Lab VIEW编程控制一台340控温仪,仪器PID自动控制加热,从而实现样品架温度按指定的速率匀速升降温。升降温循环冲击分别在循环前、第10个循环后和最后15个循环后对温度计进行标定。根据标定数据对标定后的温度计经行漂移分析,最终筛选除了漂移较小的温度计。     

Portable X-band system for solution state dynamic nuclear polarization

This paper concerns instrumental approaches to obtain large dynamic nuclear polarization (DNP) enhancements in a completely portable system. We show that at fields of 0.35 T under ambient conditions and at X-band frequencies, 1H enhancements of >100-fold can be achieved using nitroxide radical systems, which is near the theoretical maximum for 1H polarization using the Overhauser effect at this field. These large enhancements were obtained using a custom built microwave transmitter and a commercial TE102 X-band resonant cavity. The custom built microwave transmitter is compact, so when combined with a permanent magnet it is readily transportable. Our commercial X-band resonator was modified to be tunable over a range of approximately 9.5-10 GHz, giving added versatility to our fixed field portable DNP system. In addition, a field adjustable Halbach permanent magnet has also been employed as another means for matching the electron spin resonance condition. Both portable setups provide large signal enhancements and with improvements in design and engineering, greater than 100-fold 1H enhancements are feasible.     

Analysis of space target detection range based on space-borne fisheye imaging system in deep space background

A space-borne photoelectric detection method is proposed based on the long wave infrared (LWIR, 8–14 μm) fisheye imaging system (LWIRFIS) in this paper. The existing detection range equation is modified to calculate the maximum detection ranges of the LWIRFIS for space targets, and the influence of several key parameters is discussed in detail. The results show that, the system maximum detection range increases with the decrease of the half-field angle, the increase of the target area, the rise of the target temperature, the drop of the optics temperature, and the reduction of the system threshold signal-to-noise ratio. The detection range can be improved greatly through taking measures to optimize the latter two system parameters, such as setting up diaphragms, controlling the operating temperature, suppressing the noises by software or hardware methods. This work lays the foundation for the further research of space-borne super-wide field of view (FOV) imaging system, and provides a useful exploration for improving the capability of space situation awareness (SSA) of the space-borne observation platform.     

ICF用低温冷冻靶制备系统设计

ICF(惯性约束聚变)点火用低温冷冻靶①,需要在常温下,把气体高压渗透入直径1mm以内,厚度um数量级的靶球体内,最终压力:100MPa～150MPa,再由制冷系统降温至20K以下,此过程中,靶球的温度场也降温至20K以内.降温及清洗结束后,由送靶机构取出用于分层和物理诊断等.本装置实现冷冻靶的气体渗透充填、冷却降温、分层时的精确控温等过程.     

能识别弹丸飞行方向的弹丸空间炸点三维坐标测试方法

针对现有测量装置在测量近炸引信弹丸空间炸点三维坐标时存在的不足,提出了一种采用6光幕阵列配合火焰探测器测量弹丸空间炸点的三维坐标测试方法.提出的方法包含两台多光幕天幕靶、一台空间炸点火焰探测器和一台多路数据采集仪.两台多光幕天幕靶的6套光路和光电转换部件在空间构成6光幕探测阵列,当弹丸穿过6个探测光幕时,多路数据采集仪...