行波管发射机相位噪声对雷达作用距离影响分析

本文主要介绍了行波管发射机相位噪声的表征形式,分析了行波管发射机相位噪声产生原因及其对雷达最大作用距离的影响,并就如何改善行波管发射机相位噪声提出了两种行之有效方法。     

Ka波段高精度模拟预失真线性化器

模拟预失真技术是改善行波管放大器非线性失真的一种有效方法,但补偿精度较低的缺点是制约其进一步发展的关键因素。增益相位独立调节技术和补偿曲线形状调节技术是提升模拟预失真补偿精度的重要技术。提出了一种适用于Ka波段行波管放大器的高精度模拟预失真器,该预失真器采用双路矢量合成式结构,在29~31 GHz 范围内,通过调节二极管偏置电压可以同时实现补偿曲线形状调节和增益相位扩张量独立调节,有效提升了补偿精度。与行波管放大器的联合测试结果表明,在30 GHz 时,该预失真器可以将行波管放大器的增益压缩从5.3 dB 减小到1.2 dB,相位偏移从62°减小到6.5°。线性化后的行波管放大器的非线性失真明显降低,在输出功率回退5 dB 时,三阶互调系数提高了9.3 dB。     

电源电压对脉冲TWTA 相位稳定性影响的研究

利用行波管线性理论推导了脉冲行波管放大器阴极电压和控制极正偏压稳定性与行波管放大器相位稳定性的定量关系,给出了工程估算公式,并与实际数值对比,验证了公式的正确性。     

S波段中功率栅控行波管放大器

介绍了Ｓ波段中功率栅控行波管放大器的技术特片和实现方法，对全固态栅控调制器电路进行了分析，同时还说明了在设计该放大器过程中必须严格注意的保护电路设计等问题。文章给出了已经实现并经长期试验稳定可靠的该放大器的数据和波形，并对该种体制放大器的相位噪声进行了分析研究。使得放大器设计更趋完善。     

光纤放大器热效应引起的相位噪声理论分析

光纤放大器相位噪声的探测和校正是光纤激光器阵列相干合成的关键技术，热效应是引起光纤放大器相位噪声的主要来源。理论分析了泵浦光开启到稳态过程中光纤放大器掺杂光纤的温度变化，以及对应的光纤放大器相位变化。通过数值计算发现，泵浦光在开启后，光纤放大器的掺杂光纤温度迅速升高，相位变化剧烈，在约10 s后达到稳态，此后泵浦光的能量不稳定。这表明，泵浦光的能量不稳定是引起光纤放大器相位噪声的最主要因素，通过稳定泵浦光电流可以降低光纤放大器的相位噪声。     

消除微波管噪声的新方法

国外科学家最近发现,使用强磁场靠近行波管的阴极,能够将噪声降低到过去任何型式的微波电子管所未曾达到过的最低程度.强磁场对行波管起着两大作用,首先,它可以将自阴极发出来的电子通过磁聚焦,成为狭窄微细的电子束,并且使电子束直穿螺线而到达行波管另一端的集电极上.其次,它可以将两种主要噪声源加以抑制:即由散粒效应所产生的噪声和组成电子注的各个电子具有不同的速度所产生的噪声.由于掌握了这一消除噪声的新技术,超低噪声行波管的优良性能将不断得到改进,它的噪声水平将优于参量放大器,它的灵敏度将接近于"脉泽"(受激辐射微波放大器).     

卫星应用的行波管

卫星行波管要求高可靠、轻重量、高效率和良好的相位幅度特性。本文讨论一种设计方法。卫星发射机已采用了10.95到12.75GHz的新通讯频带。这种应用的功率要求是10～20瓦的量级。为此,汤姆逊-GSF公司已研制出在频带10.95～11.20GHz和11.45～11.70GHz内提供20瓦的行波管放大器(图1)。电源——作为放大器的一部分一一是意大利厂商CGE-FIAR研制的。卫星行波管放大器应满足的特殊要求包括:能量消耗、重量、成本和电讯特性。其中着重强调的是行波管的特性,如:效率、可靠     

一种行波管用毫米波射频预失真线性化器

射频预失真是提高功率放大器线性度的一种有效手段,精确补偿放大器的非线性失真需保证幅度和相位补偿同时满足要求.针对Ka波段行波管放大器的线性化,提出一种新型射频预失真电路.该电路由前置、后置电平调节模块和基于矢量合成技术的非线性信号产生模块构成.改变两电平调节模块的增益,可实现补偿区间的调节;改变非线性信号产生模块中两支路的偏置电压,可实现预失真补偿量调节及幅度/相位的独立调节.将实际电路与配用Ka行波管联测,在输出功率回退6 dB时,行波管三阶互调系数提高约11.5 dBc.     

一种基于二极管的L波段行波管预失真电路

该文分析了行波管放大器的输入输出曲线,并计算得到理想预失真线性化电路的增益和相位响应曲线。提出一种由两条非线性支路组成的预失真电路,并讨论了电路中肖特基二极管主要参数对预失真曲线的影响。设计制作了L波段预失真电路,并与行波管放大器联合测试,实验结果表明,加入预失真电路后,行波管放大器三阶交调载波比IM3在输入功率回退3 dB、6 dB、9 dB时分别从-10.3 dBc、-14.3 dBc、-18 dBc改善到-12.1 dBc、-18.5 dBc、-26.9 dBc。     

降低行波管放大器非线性的预失真技术研究

文章提出了一种新型的利用预失真技术设计行波管配用线性化器的数学模型.在saleh提出的行波管的模型的基础上,得出了预失真电路的功率转移特性曲线和相位漂移曲线,扩展了行波管放大器的线性工作区,并实现了级联后的整个系统在线性工作区域内增益不变和零相位漂移,所得结果为行波管预失真电路的设计提供了重要的理论依据.     

基于级联式偏置锁相环的低相噪宽带频率合成器*

为提高锁相环的相位噪声性能,本文设计了一种级联式偏置锁相环来实现宽带低相噪频率合成器,通过理论分析得到其相位噪声模型,证明了该技术能够有效地降低锁相环路中鉴相器的噪声基底,并且混频交互调产生的所有杂散可由环路滤波器抑制,从而将窄带高频谱纯度信号扩展为宽带高频谱纯度信号。基于该技术提出了2GHz ~5GHz 的低相噪宽带频率合成器方案,并对其相位噪声指标进行了分析。理论与实验结果表明,相比于传统的小数分频式锁相环方案,该方案的带内相位噪声有明显改善。     

宽带超低相位噪声测量系统设计与实现

随着频率源技术的不断发展,信号的频段范围和相噪水平不断提升和优化,这对相位噪声的准确测量提出了新的挑战。文章针对雷达探测、精确制导、时频基准等微波射频领域中高性能低噪声频率源相位噪声指标的测试需求,对鉴相法测量相位噪声的原理进行了分析研究,设计了低噪底的鉴相通路。同时结合互相关技术和微波变频等技术,设计了具有双鉴相通道的互相关式相位噪声测量系统,进一步优化系统噪底,从而实现宽带超低相位噪声信号指标的准确测量。     

数字信号处理在雷达相噪测量中的应用

随着通信和雷达的发展,脉冲信号的相位噪声成了影响整个系统性能的重要因素之一,采用传统模拟相位检波法测量脉冲信号相位噪声是一个非常大的挑战,因为这样的测试系统非常复杂,并且在测量相位噪声之前需要非常繁琐的校准程序,先进的正交数字相位解调和幅度解调技术能很好地解决这个问题。采用正交数字相位解调和幅度解调技术的系统不需要相位检波器和复杂的校准程序,利用极低噪声的参考源和互相关技术,提高了系统动态范围和测量灵敏度,实现了一键式精密测量脉冲相位噪声和调幅噪声。     

低相位噪声微波振荡器设计

针对Ka和Ku波段上、下变频装置对微波振荡器低相位噪声和小型化的要求,该文采用单环锁相式频率合成技术完成了微波振荡器的设计,并对锁相环的相位噪声进行了理论计算。分析了鉴相频率、鉴相器灵敏度和环路带宽对锁相环输出相位噪声的影响,根据分析结果对微波振荡器电路参数合理选择,同时兼顾了低相位噪声与小型化的设计要求。测试结果表明,振荡器的相位噪声指标与理论计算一致,各项指标均达到要求,可满足实际工程应用。     

微波光子链路中的附加相位噪声分析

针对模拟微波光子链路中附加相位噪声对微波信号相位噪声的恶化问题,详细研究了光链路中白噪声及有色噪声的产生机理,建立了光链路的附加相位噪声理论模型,阐述了附加相位噪声的变化规律,并通过实验证实了模型的正确性。同时针对本振信号的多路光分配典型应用,提出了EDFA 辅助的附加相位噪声优化措施。实验结果表明所提出的相位噪声模型能够有效地应用于微波光子链路,能对附加相位噪声的分析和优化提供理论依据,具有较大的工程指导意义。     

低相位噪声微波频率源的研究

通过对微波频率源相位噪声的分析,针对一个C波段微波频率源低相位噪声的要求,对比分析了直接倍频、数字锁相以及高频鉴相之后再倍频三种方案之间的相位噪声差别。最终得出采用直接在超高频(UHF)波段对输入信号进行模拟鉴相并锁定之后再倍频才能达到所要求的相位噪声指标。对制成的样品进行了测试,取得了预期的相位噪声指标。该C波段微波频率源的相位噪声可以达到:≤-120 dBc/Hz@1 kHz,≤-125 dBc/Hz@10 kHz,≤-130dBc/Hz@100kHz,≤-140 dBc/Hz@1 MHz。直接在UHF波段进行高频鉴相的技术,通过提高鉴相频率大幅降低了微波锁相频率源的相位噪声。     

数字锁相环频率源相位噪声分析

首先对频率源相位噪声的原理及其表征进行了简要的阐述,然后从数字锁相环频率源的分析模型出发,对其相位噪声谱密度进行了推导,同时分析了影响相位噪声的各项主要因素．最后提出了提高数字锁相环频率源相位噪声性能的一些方法。     

锁相环在相位噪声测试中的工作机理和影响

分析了相位检波技术测试相位噪声的工作原理和锁相环在电路中的工作机理,给出了锁相环对相位噪声测试影响的转移函数,通过对环路修正前和修正后的实际测试曲线的比较,很容易看出环路噪声压缩的影响。明确了在实际测试中,必须对锁相环带宽内的相位噪声曲线进行修正。通过分析可以看出,用相位检波器方法使相位噪声测试由测信号相位起伏变成测电压起伏,用锁相技术使压控参考源与被测源同频,并可有效地对锁相带宽内噪声抑制进行修正,改进了相位噪声测试的方法。     

一种相位开关型分频器电路的噪声分析

介绍了一种相位开关型分频器电路的噪声分析方法。这种方法基于频率综合器的频域模型,能比较准确地预测分频器的相位噪声和它对整个频率综合器相位噪声的影响。分频器电路采用0.18μm CM O S工艺设计,用于W CDM A通讯系统中。在分析过程中,针对此电路的相位开关结构,提出了一些改进其噪声性能的方法。最后用仿真结果进行分析验证,仿真结果和理论相符合。     

基于相位调制等效展宽激光线宽的极低相噪光电振荡器

光电振荡器是一种采用光电结合方式的新型微波频率源,其利用光学长时储能,可以实现极低相位噪声的信号输出。文章研究了光纤中散射噪声对光电振荡器相位噪声的影响,重点介绍了基于相位调制等效展宽激光线宽,抑制布里渊散射噪声架构,通过理论公式推导以及实验验证,表明了上述架构可极大改善光电振荡器的相位噪声。实验中采用调制频率为50 MHz、调制幅度为3.1的相位调制信号对激光线宽进行等效展宽,得到在10 GHz频率下为-157.3 dBc/Hz@10 kHz的极低相位噪声信号输出。