电容式力平衡加速度计的设计

电容式微机械加速度计是一种将加速度转换成差分电容、通过检测差分电容的变化来检测加速度大小的一类高精度的惯性传感器.利用开关电容电路实现C-V变换,利用反馈静电力实现力平衡闭环控制,设计了一种电容式微机械加速度计.通过构建电容式加速度传感器及外围电路的数学模型,推导了闭环工作的系统函数.并对实际系统进行研制,最后给出了整个系统的测试结果.     

微型测控应答机再生测距码跟踪精度研究

微小卫星的星载测控应答机由于功率和天线增益受限,测距误差较大.而再生伪码测距能显著减少下行链路的噪声,从而提高伪码跟踪精度.针对最新的再生测距码,利用线性分析的方法,对伪码跟踪环的理论均方定时误差进行了推导,并对这些测距码的跟踪性能进行了仿真和比较.与理论值不同的是,环路的实际跟踪性能由于VCO相位噪声的存在,不是环路带宽的单调函数.因此,需要根据信噪比条件设置相应的最佳带宽,以得到最佳的跟踪性能.与理论情况相比,各测距码实际环路跟踪性能的差异有所减小.     

皮卫星星间高精度载波测距系统研究

高精度微波测距系统依赖于周期大于载波在星间传输时间的长期时钟误差影响的消除,需要超稳晶振源和精确的定时系统作为保障.微小型皮卫星体积小、功耗低的特点无法满足这些要求.我们提出一种基于双向载波测距的系统,同样能够消除长期的时钟误差,但是不需要复杂的定时系统.理论分析和试验表明,利用皮卫星S波段的双向载波测距,其精度可以达到亚毫米级.     

采样时钟抖动对伪码测距精度的影响

在皮卫星的伪码再生测距中,大量采用数字信号处理技术.而皮卫星体积小、功耗低特点决定只能采用较低指标的晶振源和简化的处理电路,两者带来的A/D采样时钟抖动会影响伪码跟踪环的跟踪性能,进而降低测距精度.分析了A/D采样时钟抖动在伪码测距处理过程中的噪声模型,并对码跟踪环的跟踪性能的影响进行了分析,仿真结果显示A/D采样时钟抖动、采样位数和中频共同作用影响伪码测距精度.     

皮卫星太阳敏感器设计和误差分析

从所需电池片数量、外围电子器件、所需视场角度、制造工艺等要求出发,设计了工程上适合皮卫星应用的太阳敏感器,并分析获得太阳入射角——光电流非理想的余弦特性、光电流的噪声起伏、处理电路非线性、A/D采样非线性、温度测量不确定性等因素对光电单元测角产生的误差,从而获得太阳矢量测量误差为8.12°。     

混合平衡-非平衡射频探针的在片测试方法

随着对微波单片集成电路(MMIC)愈发严苛的尺寸限制和集成度要求,越来越多的MMIC芯片如限幅器、射频开关等同时具有平衡和非平衡的不同测试焊盘结构,需采用平衡-非平衡混合射频探针进行在片测试,而基于单一平衡或非平衡结构的直通在片校准件无法同时满足混合射频探针的阻抗匹配要求,导致校准精度大幅下降,无法用于MMIC在片测试.为此,本文对采用传统SOLR校准方式的平衡-非平衡混合射频探针测试的校准误差进行了评估计算,并结合带误差修正的OSL二阶去嵌技术和级联矩阵变换技术,提出一种基于平衡-非平衡混合射频探针的MMIC在片测试方法,同时搭建了以矢量网络分析仪、SG与GSG射频探针、微波探针台等组成的在片测试系统来验证方案可行性.通过矢量修正和级联矩阵去嵌,将校准参考平面精确平移至探针尖端面,有效地保证了测试精度,并且结合C#面向对象语言为该测试方案构建了自动测试系统,实现了仪器控制、数据采集、结果修正、数据分析等全自动操作,避免了人为干预的影响,解决了晶圆级测试面临的效率问题.     

谐振式光纤陀螺全数字闭环方案

谐振式光纤陀螺是一种新型的惯性传感仪器,与传统机械陀螺和其他光学陀螺相比具有很多理论上的优势.数字信号处理电路的谐振式光纤陀螺全数字闭环是采用双频率数字锯齿波相位调制技术对光路进行了相应的调制和解调.对光信号中夹杂的大量白噪声以及数字信号处理中由于有限位数的A/D引入的量化噪声进行综合考虑,提出了用比信号带宽高很多的采样率对含有噪声的信号进行过采样,加上后续的数字信号处理,低位数A/D和高位数A/D的检测效果几乎一样.数字调制的精度影响了系统的精度,使用平均法用低位的D/A可以实现很大的调制动态范围.经过基于文中设计的数字系统的实验,得到了和理论仿真类似的解调曲线,证明了文中提出的数字闭环方案的可行性.     

性能优异的复信号恒虚警检测器设计

提出了一种基于野值剔除处理的恒虚警检测器设计新方法。它通过定义野值剔除准则来剔除待检复样本数据中幅度较大的信号和异常干扰值,目的是为了得到较干净的背景噪声样本来计算噪声电平估值。然后,根据噪声电平估值和所需恒虚警率,计算出信号检测门限并进行信号检测。这样处理的好处是较大幅值的信号不参与背景噪声电平估值,从而也就不会引起检测门限的非正常抬高,并且在恒虚警率基本不受影响的情况下,提高了系统对目标信号,特别是弱信号的发现能力。从实际数据的应用中还发现这种检测方法可以很好地抑制鼓包干扰。     

基于负反馈和有源偏置的宽带低噪放设计

提出一种基于改进型负反馈电路的宽带低噪声放大器.放大器芯片采用0.25 μm GaAs pHEMT工艺设计和SiP技术封装.通过调节封装内芯片外围负反馈电路实现增益平坦度优化,将低噪放工作频带拓展至0.5~2.5 GHz,可有效覆盖GSM、TD-SCDMA、WCDMA、GPS等多个应用频段.片内的稳压及温度补偿有源偏置电路可对供电电压波动及环境温度变化进行有效补偿,以适应复杂工作环境.经测试,低噪声放大器的供电电压为3.3 V,功耗为40 mW,工作频率为0.5~2.5 GHz,带宽高达5个倍频程,带内增益约为14 dB,增益平坦度≤1 dB,噪声系数≤1.3 dB,输入输出回波损耗≤-10 dB,输入三阶交调点≥1 dBm,封装后尺寸为3 mm×3 mm×1 mm.     

X波段GaN高效率连续B类功率放大器芯片设计

为有效地提升功率放大器的工作带宽和效率,基于0.25μm GaN HEMT工艺,利用末级管芯输入、输出二次谐波调谐技术,设计了一款X波段GaN高效率连续B类功率放大器微波单片集成电路.末级管芯输出二次谐波调谐技术将晶体管的输出电容并入LC并联调谐电路中,简化了电路结构,并且优化并联LC调谐电路,将宽工作频带内各频点二次谐波负载阻抗与基波负载阻抗实现逐点对应,有效匹配支持宽高效率带宽的连续B类工作模式,并进一步结合二次谐波源阻抗牵引技术,采用输入二次谐波调谐技术,在末级晶体管输入端插入串联LC调谐电路.通过优化串联LC调谐电路,将工作频带内的二次谐波源阻抗点均移入各频点的高效率区域,实现功率放大器宽工作频带内输出效率的整体提升.实测结果表明,该功率放大器芯片在8.0～10.5 GHz工作频带内,饱和输出功率增益为40.8～42.2 dBm,饱和输出效率可达51%～59%,功率增益为19.8～21.2 dB,小信号增益为23.6～25.6 dB,输入回波损耗小于-10 dB.芯片尺寸面积为3.2 mm×2.4 mm.本研究提出的电路结构为提高功率放大器芯片的输出效率和带宽提供了一种可行的思路.