中国空间技术研究院西安分院, 陕西西安 710000
介绍了无源互调(PIM)产生的机理和控制方法, 重点研究了高通量卫星多波束天线馈电系统 PIM控制技术, 通过采用馈电系统高隔离度优化设计、馈源单元法兰面扼流槽设计、馈源阵安装板 PIM源控制设计、Ka频段 PIM试验系统低 PIM设计等手段, 将某 Ka频段多波束天线馈电单元的 7阶 PIM性能控制在高低温(-60~+100 ℃)环境下≤-135 dBm, 馈源阵 7阶 PIM性能控制在常温状态下≤-140 dBm。产品的实际应用验证了所述 PIM控制技术的有效性, 在工程问题中起到指导作用。
PIM控制 高通量卫星 Ka频段多波束天线 馈电系统 PIM control high throughput satellite Ka-band multibeam antenna feed chain 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(7): 850
中国电子科技集团公司 第二十六研究所, 重庆400060
针对新一代毫米波相控阵天线对轻薄小T/R模组技术的迫切需求, 该文设计了一种基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺的Ka波段短砖式T/R模组, 该模组在36 mm×33 mm×3 mm尺寸下实现了8个收发通道的高密度集成, 具备信号放大、功率分配与合成及幅相控制的功能。通过研究在HTCC基板上的毫米波信号平面过渡与屏蔽结构, 实现了Ka波段毫米波信号在高密度分腔内的稳定传输及通道间高幅相一致性。结果表明, 该T/R模组接收增益≥22 dB, 噪声系数≤5.1 dB, 发射输出功率≥23 dBm, 能够满足新一代通信、雷达等设备有源相控阵天线应用需求。
高温共烧陶瓷(HTCC) Ka波段 短砖式T/R模组 high-temperature co-fired ceramic Ka-band short-brick T/R module
1 南京信息工程大学电子与信息工程学院, 江苏南京 210044
2 上海卫星工程研究所, 上海 201109
随着低轨 (LEO)通信卫星业务需求的增加, 低轨卫星需要使用 Ka频段进行通信。本文针对低轨卫星采用 Ka频段可能与在轨的高轨卫星发生同频干扰问题, 采用基于链路分离角的空域分隔方法进行干扰规避的角度间隔分析。分别从不同干扰场景、地面站分布情况来分析对干扰角度间隔的影响, 并在此基础上提出该角度间隔范围内, 低轨卫星需采取的干扰规避措施。
Ka频段 同频干扰 干扰场景 地面站分布 干扰规避 Ka band co-frequency interference interference scenario ground station distribution interference avoidance 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(5): 414
强激光与粒子束
2021, 33(10): 103008
1 中国科学院 空天信息创新研究院，高功率微波源与技术重点实验室，北京 100190；中国科学院大学，北京 100190
2 中国科学院 空天信息创新研究院，高功率微波源与技术重点实验室，北京 100190
为满足无线传能系统对高效率大功率毫米波功率源的迫切需求，开展大功率连续波速调管高效率技术研究，采用降压收集极技术实现速调管在效率上的有效提升。主要介绍了某Ka波段大功率连续波分布作用速调管（EIK）降压收集极的设计方案，包括注-波互作用后废电子能量分布及行为特性的研究，收集极初始条件、结构及电极电压的设计，给出了单级降压收集极和两级降压收集极的设计和计算结果。三维粒子模拟（PIC）计算结果表明，该Ka波段连续波EIK采用单级降压收集极时回收效率为41.0%，采用两级降压收集极时回收效率为68.8%，EIK总管效率相比于未采用降压收集极技术时的27.5%上升至54.8%，表明通过降压收集极技术可有效提升毫米波大功率速调管工作效率。
分布作用速调管 降压收集极 Ka波段 效率 三维仿真 extended interaction klystron depressed collector Ka-band efficiency 3D simulation 强激光与粒子束
2020, 32(8): 083001
电子光学系统是毫米波速调管长寿命和整管性能实现的关键，毫米波速调管零件尺寸较小，为了在Ka波段和W波段实现千瓦量级的输出功率，要求具有高的电子注通过率及低的阴极负荷。对Ka波段和W波段电子光学系统特性进行了分析，确定了Ka波段10 kW分布作用速调管和W波段1 kW分布作用速调管电子光学系统的设计方案，利用软件对电子枪和聚焦系统的结构进行计算，并采用CST仿真软件对设计的电子枪发射的电子注在聚焦磁场中的状态进行优化。设计出的Ka波段速调管电子光学系统，电子枪工作电压26 kV，发射电流2 A，互作用区长度30 mm，磁场强度大于0.6 T，流通达到100%。设计的W波段速调管电子光学系统，电子枪工作电压17 kV，电流0.65 A，互作用区长度20 mm，磁场大于0.9 T，流通达到100%。已制成Ka波段速调管和W波段速调管，设计的电子光学系统能够满足速调管工程化需求。
Ka波段 W波段 电子光学系统 电子枪 聚焦系统 Ka-band W-band electron optics system electron gun focusing system 强激光与粒子束
2020, 32(10): 103013
北京空间飞行器总体设计部电子信息事业部, 北京 100094
介绍了一种 Ka频段八波束接收组件的设计方法和关键技术。为实现八波束及 1.6 GHz瞬时带宽的要求, 在接收组件中集成了实时延时芯片, 并提出了射频组件三维垂直互联与射频信号交叉传输的方法, 同时采用多芯片组装技术、多功能芯片技术等高密度集成方法实现组件装配。研制的接收组件具有高集成度, 噪声系数等关键指标在 10 dB的数控衰减下小于 3.5 dB, 较传统组件在尺寸、质量及波束数量上具有较大优势。
八波束 Ka频段 接收组件 垂直互联 交叉传输 高密度装配 8 beams Ka band receiver module vertical interconnection RF cross high density assembly 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(2): 252
西北核技术研究所 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
对Ka波段TM02模式低磁场相对论返波管的结构特点、工作原理进行了介绍，详细分析了该器件以TM02模工作的模式选择机制。通过粒子模拟，该器件在1 T引导磁场下获得了功率为493 MW、频率29.3 GHz的微波输出，工作模式及频率与理论设计相一致。随后，基于模拟中的结构参数开展了初步的实验研究，当二极管电压为580 kV、电流为3.56 kA、引导磁场1 T时，获得了功率286 MW、频率29.3 GHz、脉宽约10 ns的微波输出。实验获得的微波频率与数值模拟一致，但是微波功率与数值模拟结果有明显差异，并且微波脉冲后沿有明显的缩短，分析认为在低磁场下后端谐振腔链受到电子轰击是导致该问题的主要原因。
相对论返波管 TM02模式 Ka波段 低磁场 脉冲缩短 relativistic backward wave oscillator TM02 mode Ka-band low guiding magnetic field pulse shortening 强激光与粒子束
2018, 30(7): 073003
1 北京空间飞行器总体设计部, 北京 100094
2 北京市电磁兼容与天线测试工程技术研究中心, 北京 100094
提出一种具有稀疏波纹结构的波纹喇叭天线, 仅有 2圈波纹, 结构简单, 易于设计加工。通过对天线参数的设计优化, 可实现平顶波束赋形, 在 ±40°的波束赋形范围内增益优于 5 dBi, 天线副瓣优于-30 dB, 整个工作频段内驻波比 (VSWR)优于1.8, 适用于高轨卫星星间通信。通过对一个Ka频段样品的加工、测试和结果比对, 验证了该设计方案的正确性。
卫星通信 Ka频段 波束赋形 波纹喇叭 satellite communications Ka band shaped-beam corrugated horn 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(2): 294
