基于半圆异向波导的新型带通滤波器

根据异向传输线原理设计了一种半圆异向波导单元,基于该单元提出了一种新型带通滤波器。利用HFSS软件对级联的四阶单元进行仿真,研究了其不同结构参数对电磁波传输的影响。用八阶单元构成中心频率为2.8 GHz的新型带通滤波器,利用HFSS软件在S波段对其进行模拟。结果为:异向通带为2.25~3.25 GHz,3 d B带宽达35.7%。利用理论分析与仿真相结合的方法,验证了该滤波器具有异向特性,与常规波导滤波器及基于微带线异向传输线实现的滤波器相比该滤波器具有小尺寸、低成本、高功率容量、低损耗、带外衰减特性好等优点。     

Development of 50MW S-band klystron

This letter reports the development of a 50MW S-band klystron in the Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences （IECAS）. It adopted a structure of six-cavity and single output window. Under conditions of an RF （Radio Frequency） pulse width of 4t, ts, a beam voltage of 305,9kV and a beam current of 368A, the peak output power has achieved 51.4MW with an efficiency of 45.6% and a gain of 54dB.     

一种S频段调制器中频单元的设计与实现

阐述了一种S频段调制器中频单元的设计方案,针对中频单元的载波关断、本振泄漏、输出功率准确度、输出端口的回波损耗、输出杂散以及频综小步进输出和低相位噪声输出等设计难点进行了详细分析,并对关键电路进行了计算机仿真。给出测试结果为:杂散抑制-50dBc(1600MHz带内),相位噪声-86dBc/Hz@10kHz。该设备已在工程中广泛使用,性能稳定可靠,验证了该方案的可行性。     

轴向输出相对论磁控管真空室过渡段设计

相对于径向输出相对论磁控管而言,轴向输出相对论磁控管具有结构紧凑、高阻抗、角向均匀性、工作模式稳定以及高功率输出等一系列优点。但由于外加磁体对轴向输出端半径的限制,导致真空室的轴向长度大于磁控管的轴向长度,为了实现工程应用,一段较短的轴向输出过渡段被设计。文中主要是通过仿真软件仿真找到较为有效的过渡段设计以实现在S 波段π 模工作模式下的轴向输出相对论磁控管的能量有效输出。整个器件的轴向输出段的总长度为378 mm,输出端圆柱波导的半径为73.8 mm。在三维粒子模拟下得到一种较为有效的过渡段结构,功率转换效率为28.7%,相应的输出功率为1.371GW,辐射模式为TE01 模。     

S波段宽带高平均功率速调管输出段的研制

 研制了一种用于S波段、7.1%带宽、高平均功率速调管的输出段结构。该结构采用双间隙重叠模耦合腔,利用短槽耦合方式,计算得到耦合槽的尺寸,常规选取两个谐振腔的频率、品质因子及两腔间隙中心之距等参数。根据这些参数加工冷测模型,冷测获得的槽的谐振频率和耦合系数与设计值误差只有2.5%。计算的阻抗矩阵曲线与冷测的相对阻抗曲线趋势基本一致,计算的功率与实际的热测结果均满足峰值输出功率大于1.1 MW、平均输出功率大于22 kW的设计要求。实验结果证明该输出段可达到7.1%的带宽,从而验证了该设计方法的正确性。     

S波段大功率GaAs PHEMT单片放大器

GaAs单片集成电路具有体积小、质量轻和可靠性高等特性,已经成为微波领域重要的器件。采用MBE技术生长出双面掺杂AlGaAs/InGaAs PHEMT结构的外延材料,研制了高效率的GaAs PHEMT器件,S波段功率附加效率大于55%。建立了基于EEHEMT的大信号模型,利用ADS软件搭建了有耗匹配的二级放大电路拓扑结构,进行最佳效率匹配,得到优化电路。采用4英寸(1英寸=2.54cm)GaAs0.35μm标准工艺研制了AlGaAs/InGaAs/GaAsPHEMT MMIC电路,测试结果表明,在测试频率为2.2~3.4GHz,测试电压VDS为10V时,输出功率大于12W,功率增益大于22dB,功率附加效率大于40%。     

S波段低温低噪声放大器

中介绍了S波段低温低噪声放大器的研制.在15K左右的环境温度下,300MHz带宽内,实测放大器的等效噪声温度≤4.6K,增益≥35dB,增益平坦度≤1.0clB,输入、输出回波损耗≤-20dB.它已经成功运用于射电天文等领域.     

光纤拉曼放大器中级联的前向受激布里渊散射

研究了前向抽运和背向抽运方式下S波段分布式光纤拉曼放大器(FRA)中级联的受激布里渊散射(SBS)现象。用窄光谱带宽(<100MHz)的可调谐LD作为信号源,通过S波段分布式FRA,当被放大的信号功率超过单模光纤SBS的阈值时,出现了前向SBS。随着FRA抽运功率的提高,在斯托克斯区,出现了级联的SBS线,信号的功率转换为SBS功率,在实验中观测到偶数阶的SBS谱线功率大于奇数阶的Brillouin Rayleigh散射线。当进一步增加FRA的抽运功率,其增益下,噪声变大,SBS的串扰破坏了FRA特性,使其无法在密集波分复用(DWDM)光纤传输系统中使用,因此需要严格地控制入纤的信号功率和FRA抽运功率。在实验中还观测到在FRA中被放大的信号光和SBS线两侧的伴线。     

S波段相对论速调管振荡器的实验研究

 在20 GW加速器平台上开展了S波段相对论速调管振荡器（RKO）的单次和重复频率束流调制和微波辐射的实验研究。采用无箔空心阴极和0.9 T的恒流源磁场引出束压1 MV、束流13 kA、脉宽40 ns的环形电子束驱动RKO,该电子束经过3个紧密耦合的扩展互作用腔再经过一段漂移管的群聚后,产生了7.8 kA/20 ns的基波调制束流,该调制束流激励三轴输出腔,单次运行输出了3.5 GW的微波辐射,束波转换效率29%,脉宽20 ns;脉冲重复频率20 Hz运行时,输出微波功率3.4 GW,束波转换效率26%。该振荡器具有起振时间快、输出频谱较纯和结构紧凑等优点。     

一种应用于海上浮标的卫星中继通信终端

为了实现四级海况下海上小型浮标与岸基站数据中心之间的实时通信,设计和研制了一种高速率、低延时和高可靠的S频段卫星中继通信终端。该卫星中继通信终端由S频段中继通信机、抛物面天线、伺服跟踪机构、电源变换模块、温度控制器以及耐10 m水压的天线罩体等组成。终端为直径1 m的半球体,质量小于30 kg,最大峰值功耗小于等于130 W。卫星中继通信终端利用快速捕获跟踪卫星信号技术,能在7 s内迅速捕获和跟踪卫星前向链路信号;采用自适应海况可变码率技术提高了数据传输的可靠性。四级海况下,卫星中继通信终端实现了浮标与岸站之间最大2Mb/s高速率实时数据传输,大回路数据通信误码率小于等于10-5。