靶场毫米波信号高灵敏度接收与测试新方法

基于靶场毫米波测试中微弱信号（低至-128 dBm）检测的实际需求,通过信噪比分析 ,采用外差式宽带多通道快速扫频复合信道化技术,在W频段实现了-128 dBm接收灵敏 度的测 试系统。同时,设计了毫米波信标源并利用空间衰减理论,提出了一种W频段高灵敏度（- 128 dBm）测试的新方法。理论分析表明,测试距离为290 m、相应的衰减值约为-1 21.5 dB时,可提供一个功率最小达到-128 dBm的W频段毫米波信号源。利用标定后的 毫米波信号源进行外场实际测量,证明了该测试方法的可行性。     

Ka频段低噪声接收前端设计

介绍了一种应用于卫星通信的Ka频段低噪声接收前端的设计方法。通过合理选择器件组合 和电路形式,优化输入连接和电路级间匹配,最终研制完成了Ka频段低噪声接收前端。接收 前端的接收信号频率在30 GHz附近。在0.8 GHz工作带宽内,噪声系数小于2.2 d B,增益大于60 dB,带内增益波动小于1 dB。3套样机的测试结果验证了设计的 有效性。     

一种直升机载X/Ka双频段雷达共口径天线

提出一种偏照馈电的X/Ka双频段极化扭转式卡塞格伦天线形式,实现了气象和防撞雷达 系统共用一副天线,达到降低气象和防撞雷达设备体积和重量的目的。天线的试验结果表明 ,天线波束扫描范围内,在X频段,天线的副瓣电平优于-20.2 dB,天线效率优于448 %;在Ka频段,天线的副瓣电平优于-20.1 dB,天线效率优于402%。该天线能兼顾满 足气象和防撞雷达系统的技术要求,具有一定的工程应用价值。     

采用次谐波混频技术的毫米波超宽带混频器研制

提出了一种次谐波混频技术结合宽带匹配滤波电路的设计方法,能有效降低本振源的制作难度,并可扩展中频带宽。应用高频场仿真软件以及谐波平衡仿真软件,研制了两个频段的超宽带次谐波混频器。测试结果：K频段混频器,固定本振频率15 GHz,射频频率在18～26.5 GHz的频带内变化时,变频损耗小于10.7 dB,最小变频损耗为7.5 dB;Ka频段混频器,固定本振频率22 GHz,射频频率在26.5～40 GHz的频带内变化时,变频损耗小于11.5 dB,最小变频损耗为8 dB。测试结果指标与传统的双平衡混频器指标相当,证明了电路设计方案的正确性。     

低副瓣多波束Rotman透镜天线设计

设计了一个工作于Ka频段的16波束H面波导结构低副瓣多波束Rotman透镜天线。各相邻 波束间隔小于半功率波束宽度。采用相邻波束副瓣对消的原理实现了降低副瓣目的。实测结 果表明,与未采取对消的天线相比,天线副瓣电平平均降低了10 dB。给出了H面喇叭激 励下透镜内电磁场计算公式及阵列轮廓的截获损耗。螺钉移相器的应用缩小了透镜天线尺寸 。     

Ka频段宽带双口双模馈源设计

针对卡塞格伦天线系统对馈源的要求,设计了一种Ka频段双口双模馈源,可与X频段馈源组合成体积较小的双频段馈源。采用圆环状的和差比较器结构,降低了双频段馈源的体积,通过添加过渡阶梯、圆柱销钉与金属调配板等设计,改善了双频段馈源的性能。测试结果表明,在绝对带宽2 GHz范围内,S和口、E差口与H差口驻波比均小于2,3个端口间的隔离度均大于25 dB。测试频率的和方向图在±60°时的归一化增益均在-14~-20 dB范围内,初级归一化和方向图的对称性较理想,差方向图的零值深度均小于-25 dB,满足卡塞格伦天线对馈源设计的指标要求。     

平面一体化集成Ka频段卫星通信终端ODU设计

介绍了一个Ka频段卫星通信终端室外单元(ODU)的平面一体化集成设计技术。通过 采用电路和结构的平面一体化集成技术、整体水密性设计和基于热仿真的散热优化设计,实 现了设备的小型化、轻重量和低功耗。最终完成了两套样机研制。测试样机的技术指标满足 设计要求,发射功率大于33 dBm,噪声系数小于2.4 dB(常温),体积小于130 mm ×90 mm×30 mm,重量小于750 g。研制结果表明,ODU一体化集成技术可行 ,能满足工程应用需要。     

基于FPGA的宽动态范围DPSK解调器设计

为了解决大多普勒频移、猝发通信条件下传统接收机结构复杂的问题,设计并实现了一 种基于FPGA实现的宽动态范围全数字DPSK基带接收机。采用1 bit A/D带通采样技术和差分 检测技术,在最大40 kHz多普勒频移条件下实现了70 dB动态范围。该技术已用于 某低成本毫米波数据通信系统中,实现了码速率为10 Mbit/s、动态范围大于70 dB的D PSK信号解调,系统误比特率为10-6。     

一种雷达频率源的简易设计方法

针对传统多功能雷达频率源方案复杂、体积大、成本高的缺点,提出了一种雷达频率源的简易设计方法。该方法基于高频主振分频的频率合成方案,并通过信号频率的组合设计进一步简化了电路形式,成功实现了某型雷达所需的线性调频激励源、捷变频本振源、多普勒模拟源、采样时钟等多路信号的输出,X频段信号相位噪声达-106 dBc/Hz@1 kHz和-114 dBc/Hz@10 kHz,跳频时间小于2 ??s,性能指标与采用直接频率合成实现的雷达频率源相当。     

Ka频段单脉冲多层微带阵列天线设计与优化

描述了多层微带阵列天线,辐射单元通过带状线一个地板耦合馈电。为获得好的旁瓣抑制能 力及加工容差,采用遗传算法优化,得到工程上实用的天线口径分布。制作了一个天线,获 得27.3 dB的增益,波束宽度4.2°。实测结果表明在Ka频段实现了100%的旁瓣抑制 。     

“北斗”信号重构的导向矢量实时校正

针对导航应用中阵列天线导向矢量误差导致波束合成器性能恶化甚至失效的问题,提出了一种“北斗”信号重构的导向矢量实时校正算法。该算法利用重构的本地“北斗”参考信号与阵列天线接收信号进行相关解扩处理,然后利用信号子空间与信号正交补空间正交的特性,构造代价函数对各卫星方向的阵列导向矢量进行校正。仿真结果表明,经过校正的导向矢量相位误差从-100°~100°降低到-10°~10°范围内,幅度误差从-10~10 dB降低到-4~2 dB范围内;另外,导向矢量校正后,卫星信号波达方向估计误差在0.2°以内,估计精度大大提高。     

阵列信号频分复用毫米波传输技术

介绍了一种阵列信号频分复用毫米波传输技术。采用分组二次上变频频谱装配频分 复用和解复用技术,实现多路阵列信号在一条宽带毫米波链路上进行双向传输。通过设计控 制和幅相校正技术保证了阵列信号分量间的良好幅相一致性。完成了30路阵列信号传输设备 研制并进行了测试,结果证明了技术方案的可行性。该技术可以应用到多路阵列信号的毫米 波传输中。     

一种低损耗毫米波垂直互联设计

设计了一种利用球栅阵列(BGA)的毫米波垂直互联,解决了毫米波系统三维（3D）集成时层间信号互联的低损耗传输问题。根据传输线理论,利用电磁仿真软件对这种采用BGA的垂直互联进行了仿真,并对层间通孔半径、焊球半径、焊盘半径等对传输性能的影响进行了分析。样件测试结果显示,在28.4~30.4 GHz,其层间垂直传输损耗小于0.36 dB,反射小于-15 dB。该垂直互联结构简单、性能良好,可广泛用于毫米波微系统3D集成。     

运用高阶累积量和SVM的调制自动识别

针对数字信号调制模式识别问题,提出了运用高阶累积量和二叉树支持向量机（SVM）进行 自动识别的算法。该算法首先使用信号的四阶、六阶、八阶累积量构造了5个新的分类特征 ,然后利用二叉树支持向量机分类器实现了8种信号的有效分类。仿真结果表明,该算法优 于直接多类分类支持向量机算法,在信噪比大于5 dB时,识别率达到90%以上。     

多路毫米波接收信号相关合成技术

提出了多站小口径接收系统相关合成接收的方法。介绍了相关运算原理,并用于 毫米波多路接收信号的相关合成。针对大型天线不能机动、造价高的不利因素,提出了小型 化、机动化解决方案。采用三路相关合成技术,改善信噪比47 dB,相当于将天线口 径 减小42%。该方法适用于更多路的相关合成,对接收站的设计有一定参考意义 。     

利用信号围线积分双谱分形特征实现电台识别

信号的双谱能反映信号的细微特征,可用于电台识别中,但将它直接应用于电台识别需要计算复杂的匹配模板,增加分类器的复杂度,影响识别效率。针对此问题,提出了一种将信号围线积分双谱的分形特征作为电台特征参数的识别方法。首先由信号双谱估计值求出围线积分双谱,然后利用盒维数和信息维数定量描述围线积分双谱波形的复杂度,并将这两种分形维数作为特征向量,最后利用支持向量机(SVM)实现电台分类识别。对两部实际电台所发射的2FSK信号利用所提方法进行分析,结果表明在信噪比为7 dB及以上时,电台正确识别率能达到94.29%以上,验证了所提方法的可行性。     

毫米波系统级封装中的基板功能化实现

阐述了毫米波系统级封装（SOP）架构中基板功能化的概念、作用及实现方法。提出了利用低温共烧陶瓷（LTCC）技术,在SOP多层陶瓷基板中一体化集成多种无源电路单元,使封装基板在作为表面贴装有源芯片载体的同时,自身具备相应的无源射频功能。最终通过设计实例的仿真、加工及测试对比,验证了在SOP架构下实现封装基板功能化的可行性,及其所具有的良好的射频滤波、层间信号互联、射频接口过渡等电气性能。     

采用深度卷积神经网络方法的毫米波图像目标检测

通过收集大量的毫米波图像并建立相应的人体数据集进行检测，提出基于Faster R-CNN深度学习的方法检测隐藏于人体上的危险物品。该方法将区域建议网络和VGG19训练卷积神经网络模型相结合，构建了面向毫米波图像目标检测的深度卷积神经网络。为了提高毫米波图像的处理能力，采用Caffe深度学习框架在图形处理单元上进行训练和测试。实验结果证明了基于Faster R-CNN深度卷积神经网络的目标检测方法能有效检测毫米波图像中的危险物品，并且目标检测的平均准确率约94%，检测速度约为6 frame/s，对毫米波安检系统的智能化发展有着极其重要的参考价值。     

毫米波收发前端组件密封三防技术

介绍了毫米波前端电路功能模块的密封组装新工艺，通过分析连接面的特点、合理设计焊接面的连接结构，采用适用的温度阶梯和工艺方法，在毫米波收发前端上采用软钎焊工艺技术实现了密封要求，为毫米波频段产品的小型化、耐环境、高可靠提供了实用的三防工艺技术。     

高性能Ka频段收发前端的研制

介绍了一种Ka频段收发前端的工作原理和工程研制结果。该收发前端采用四次谐波混频器、毫米波微带滤波器、多芯片混合集成等技术，具有高性能、小型化、高可靠性等优点，并在宽温度范围、振动、冲击等条件下，满足毫米波系统要求。