星载单通道单脉冲自跟踪系统设计

对中继卫星的捕获跟踪是建立星间数据链路首要前提,星载自跟踪系统有着广泛的应用前景。针对Ka频段波束窄、星载设备小型化要求高等特点,提出了星载自跟踪系统设计方案。方案采用单通道单脉冲方式,利用TE21模馈源技术从天线获取自跟踪信号,通过微波前端模块将信号调制、合并为单通道,然后在捕获跟踪接收机中提取误差角度,实现天线角度的精确跟踪。经过链路分析,证明系统设计有效可行。根据方案研制出原理样机并进行了试验验证,跟踪精度在X、Y方向优于±0.05°,满足星间链路跟踪精度要求。     

Design and performance of the monopulse control system

Ka-band (32 GHz) monopulse tracking has been chosen for the upcoming NASA missions. This decision requires an increased pointing accuracy for the Deep Space Network antenna servo systems that can be maintained in a noisy environment. The noise sources include wind gusts, encoder imperfections, and receiver noise. This article describes the selection of the position and monopulse controllers for the improved tracking accuracy, and presents the results of linear and non-linear simulations to confirm that servo performance will meet the requirements     

单脉冲跟踪接收机的设计

随着微电子技术和计算机技术的进步,电子线路的集成化已经成为中高频电路发展的一个重要方向,根据工程需要,采用进口集成芯片AD6459、MAX2605、AD633等设计了70 MHz基于锁相环的单脉冲跟踪接收机,相比原来的接收机,集成度高,硬件电路大大简化,成本低,调试方便,现已应用于某卫星通信地球站天线跟踪系统,大量的动态性能实验表明接收机参数稳定,同时使跟踪系统的可靠性也得到较大的提高。     

Design and analysis of a multimode feed horn for a monopulse feed

The design of a multimode feed horn for use in a monopulse feed system is summarized. Both amplitude and phase patterns have been obtained and compared with measurements. The far-field amplitude and phase patterns are computed in consideration of achieving the desired aperture distributions for the sum and difference beams. The phase center of the horn is discussed in relation to the multimode excitation and frequency dispersion. It is shown that the phase center location moves as the mode content changes, and proper adjustment of the mode content will result in design optimization. Some tradeoff curves are also presented for design optimization     

Cross coupling in a five horn monopulse tracking system

A model is developed which explains the observed effects of secondary pattern crosstalk in a five horn circularly polarized monopulse tracking system. The model predicts unstable operation and loss of track for sufficiently depolarizing targets as well as polarization dependent uncertainties in the angular location of off-axis targets. The cross coupling is characterized by two complex coupling coefficients between adjacent horns in the monopulse feed system. This characterization is assumed to be valid irrespective of whether the observed secondary pattern effects are the result of mutual couplings within the feed structure itself or caused by cross-polarized backscatter from the paraboloidal reflector. A "ridge" and "nonridge" polarization terminology is adopted which is physically related to the fact that the error horns in a five horn circularly polarized system are heavily ridge loaded for one linear polarization and not the other.     

W波段双极化单脉冲天线设计

为了探测目标的极化特性,研制了工作在W波段的双极化单脉冲卡塞格伦天线.天线由主反射面、副反射面、馈源喇叭、正交模耦合器及和差器组成.天线主反射面口径为137 mm,馈源为五喇叭形式,正交模耦合器采用渐变波导匹配方案,和差器通过平面型定向耦合结构实现.通过将馈源喇叭、正交模耦合器及和差器集成设计,减小了连接损耗,压缩了天线纵向尺寸.测试结果表明,天线驻波带宽约3. 7 GHz,极化隔离度优于35 dB,和波束增益大于37. 9 dBi,副瓣电平优于-15 dB,差波束零深优于-25 dB.天线在W波段实现了较好地双极化单脉冲性能.     

用于单脉冲的脊波导缝隙相频扫天线设计

对于单人便携式单脉冲雷达,设计高增益、宽扫描角度、低副瓣电平和低剖面的天线阵列对提高其探测距离、探测范围和探测精度有着非常重要的意义.设计了一种S型脊波导缝隙相频扫天线,采用S型脊波导来缩减波导的宽边尺寸,增加频率扫描波束范围.将频率扫描线阵分为两个子阵,采用同侧馈电,分别进行Taylor幅度加权,在保证分段处幅度和相...     

Partial adaptive nulling on a monopulse phased array antenna system

A partial phase-only nulling (PPON) algorithm has been developed and evaluated on a 496-element monopulse phased array antenna system which employs five-bit phase shifters. Using this PPON algorithm allows nulls in the far-field pattern to be steered to the desired directions for a phased array equipped with low-resolution phase shifters to perform simultaneous nulling in the sum and two difference patterns in the environment of multiple jammers. Simulated and experimental patterns are illustrated     

新型双波段共面微带/波导单脉冲天线设计

提出了一种新型共面双波段单脉冲天线设计方法, 分别给出了两个频段的驻波曲线和辐射方向图的测试结果.该天线在有限的空间内采用小型化边缘馈电的微带天线阵列与波导缝隙天线阵列复合, 实现了两个频段的单脉冲天线共口径排布, 天线厚度29 mm, 重量小于1 kg.测试结果表明该新型双波段单脉冲天线能够在X、K两个特定频段下分别得到-19 dB和-22 dB的副瓣性能及38%和45%的辐射效率, 实现了与单模相当的单脉冲方向图性能, 满足了未来复合制导系统对高性能天线的需求.     

无人机机载SAR地面终端系统的设计

根据无人机机载合成孔径雷达（SAR）的无线通信特性,对无人机机载SAR地面终端系统提出了一种设计方案,详细介绍了系统实现中应用到的一些关键技术,对多位面技术、双缓冲技术、多线程技术及内存映射技术进行了细致的探讨。应用结果表明,该方案实现了图像处理与数据接收时间上的合理分配,对今后无人机机载SAR地面终端系统的设计具有一定的参考价值。     

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 。     

航天测控单脉冲跟踪系统干扰分析

针对航天测控单脉冲跟踪系统的抗干扰问题,通过对雷达系统单脉冲对抗技术分析,从信号形式、测控体制、天线与目标运动特性、任务实施以及地面跟踪站布署等方面讨论了航天测控单脉冲系统对抗特点,分析了可能的干扰平台,给出了干扰强度估算公式和扩频体制下有效干扰的约束条件,就交叉眼干扰、AGC干扰和延迟转发干扰对航天测控单脉冲跟踪系统的影响进行了探讨,为航天测控单脉冲系统对抗问题构建了基本的研究框架。     

用于BAN的自校准SAR ADC设计

基于SMIC 0.18 μm CMOS混合信号工艺,设计了一种适用于体局域网(BAN)的自校准逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。基于BAN系统的特点,设计的SAR ADC采用阻容混合型主数模转换器(DAC)及电容型校准DAC等结构。采用误差自校准技术来校准SAR ADC的阻容混合型主DAC的高5位电容失配误差,有效降低了SAR ADC非线性误差。仿真结果表明,自校准SAR ADC获得了±0.3 LSB微分非线性、±1 LSB积分非线性、82.2 dB信噪比等性能特性。设计的SAR ADC具有良好的性能,适合于BAN系统。     

SAR成像质量指标评估软件系统的设计

合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)是一种应用广泛的微波遥感成像雷达,能够全天时、全天候对地观测成像,并且图像有着高方位分辨率。SAR图像研究是遥感方向最为重要的前沿领域之一。目前没有一套专门的软件系统工具来对SAR成像进行指标的计算与测量,都是建立在通用的辅助工具如MATLAB上,计算效率低且不方便。文中设计了一种SAR成像的质量评估系统软件,该系统中包含一套比较完备的SAR成像质量指标,然后以这套指标为主要出发点,设计开发出SAR图像质量指标评价的软件。该软件以C/C++语言为基础,以OGRE和CEGUI等开源库为框架。该系统能够实现对数据文件的读取、图像的基本操作、图像和数据的质量指标测定、指标的测定和计算等,并且有着友好的人机交互功能。     

A bit system that guarantees better accuracy for monopulse antennadetection systems

Accurate integration and calibration of well-designed components can compensate for time-varying errors in a monopulse antenna system. A switchable four-port bit system, using a balanced four-way splitter and four balanced, electronically controlled, fast switches, make it possible to know the signal location measured by the monopulse antenna with very great accuracy in the presence of these errors     

星载SAR波控系统设计与验证

为解决星载合成孔径雷达(SAR)相控阵天线中成千上万个微波组件的可靠性控制问题,提出一种基于并行链式拓扑的波控系统设计方案。该方案采用链式拓扑总线简化单元互联,实现轻量化设计;提出接收电路归一化方法,实现波控单元对等互换;从直流偏置、故障隔离和同步传输三方面阐述了预防接口电路失效的可靠性设计措施。测试结果表明,当接收芯片阈值为400 mV时,直流偏置电阻值小于690 Ω,能避免接收端输出不定态;当总线中任意接收端失效时,串接1 kΩ隔离电阻,能避免总线通信瘫痪;当接收数据时钟下降沿均位于数据码元的1/2长度时,同步传输无误码。研究结果可以为后续星载大型相控阵雷达波控系统以及其他类似航天载荷的可靠性设计提供参考。     

一种星载SAR 电缆网EMC 设计与分析*

结合某型号海洋监测星载SAR 工程设计背景,首先阐述了星载SAR 应用特点及其对电缆网EMC 设计的牵引需求,然后着重探讨了星载SAR 电缆网内涵及其EMC 设计规则,进而选取整星电缆网单机关重件———用于波束控制的电缆组件,介绍了其EMC 设计过程,并通过Ansoft、SIWAVE、Q3D 等软件创建驱动端、负载端以及用于互联的电缆组件电路模型,提取相应S 参数,对整个链路信号传输特性进行分析,最后进行了实测,实测结果与仿真分析结果一致,验证了该电缆组件EMC 仿真设计有效。     

无人机载SAR任务电子系统的研究与应用

无人机载合成孔径雷达(SAR)具有机动灵活、战场生存能力较强的特点,它依靠SAR先进的雷达成像技术与无人机全天候、全天时侦察能力,是未来战争中监视与侦察的重要手段。由于SAR任务受无人机航线规划与飞行姿态的影响,各任务之间又存在差异性,调度易受制约而造成效率低下。任务电子系统的目的就在于为无人机载SAR的任务调度提供科学的决策依据。介绍了无人机载SAR任务电子系统的架构及任务调度方法,建立了任务调度的线性规划约束条件,通过飞行试验验证了系统的合理性与有效性。