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
1 上海电力大学 电子与信息工程学院,上海 201306
2 中电科微波通信(上海)有限公司,上海 201802
为满足高速率无线通信对超宽带(UWB)传输的要求,该文设计了一种高隔离度超宽带多输入多输出(MIMO)槽天线。天线采用共面波导(CPW)馈电,印制在相对介电常数为4.4的FR4介质基板上。通过对天线地板切角,天线实现了良好的阻抗匹配。实测阻抗带宽为2.88~11.18 GHz,相对带宽达118.1%。为了降低耦合度,两个辐射单元间采用中和线结构,实现了天线的高隔离度。实验表明,在工作频带内,天线的端口隔离度大于20 dB,包络相关系数(ECC)小于0.002,分集增益(DG)大于9.996 dB,分集性能良好,该天线适用于超宽带无线通信系统。
超宽带天线 共面波导馈电 中和线 槽天线 高隔离度 MIMO天线 ultra wideband antenna coplane waveguide feed neutralization line slot antenna high isolation MIMO antenna
河南科技大学 信息工程学院, 河南 洛阳 471023
基于025 μm GaN HEMT设计了一种工作于C波段、结构简单、宽带高效的E类功率放大器。针对单片微波集成电路(MMIC)功率放大器设计中射频扼流圈所占面积较大且难以实现的问题, 采用有限元直流馈电电感替代扼流圈电感, 抑制晶体管寄生参数Cds对最高工作频率的影响, 并采用低Q值混合参数匹配网络, 将功率放大器电路输入输出的最佳阻抗匹配到标准阻抗50 Ω。版图后仿真结果表明, 在41~49 GHz工作频段内, 功率附加效率为51309%~58050%, 平均增益大于11 dB, 输出功率大于41 dBm。版图尺寸为27 mm×14 mm。
功率放大器 氮化镓 E类 有限直流馈电电感 混合参数匹配网络 power amplifier GaN class E finite DC-feed inductance mixed parameter matching network
在高速接口电路中,接收机通常采用连续时间线性均衡器(Continuous-Time Linear Equalizer,CTLE)消除符号间干扰(Inter-Symbol Interference,ISI)对信号传输的影响。为提高CTLE电路的高频增益和减少芯片面积,基于UMC(United Microelectronics Corporation)28nm工艺,设计了一款最大速率为50Gbps的CTLE电路,其主体电路由跨导级联跨阻抗(Trans-Admittance Trans-impedance,TAS-TIS)结构和前馈路径的两级CTLE电路构成。在传统CTLE的基础上,使用有源电感做负载,以反相器为基础构建跨阻放大器和在输入管增加前馈通路等方式,有效地扩展了电路的工作频率。仿真结果显示,均衡后40Gbps PAM4(4-Level Pulse Amplitude Modulation)信号、50Gbps PAM4信号和28Gbps NRZ(Non Return Zero Code)信号的眼图眼宽分别达到了0.68,0.5,0.92个码元间隔(UI),可满足后级电路对于输入信号的要求,对提升整体传输数据速率具有重要的意义。
连续时间线性均衡器 跨导级联跨阻抗 跨阻放大器 前馈通路 continuous-time linear equalizer (CTLE) trans-admittance transimpedance (TAS-TIS) transimpedance amplifier (TIA) feed-forward path
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
2 中国核电工程有限公司-武汉理工大学玻璃固化技术联合实验室,北京 100840
高放废液玻璃配合料在冷帽层向玻璃态的转化过程及模型构建是准确仿真模拟高放废液玻璃固化熔炉的重要依据。为澄清高放废液玻璃固化过程中配合料向玻璃态的转化过程,分析了配合料在冷帽层的物相转变与结构特征。结果表明:冷帽包括上部反应层(100~700 ℃)与下部泡沫层(700~1 000 ℃),其中脱水及硝酸盐的分解集中在反应层,而连续熔体出现、中间物相生成与溶解发生在泡沫层。基于质量守恒方程和实验结果,将反应层简化为一维传质模型并建立了配合料向玻璃态转变的转化率方程,定量描述了配合料结晶水脱去(100~400 ℃)、硝酸盐熔融(200~300 ℃)和硝酸盐分解(400~700 ℃) 3大主要反应随温度变化的反应速率,为后续熔炉仿真模型提供了数值依据。
高放废液 玻璃固化 配合料 物相转变 冷帽 转化率模型 high-level liquid waste vitrification feed phase transformation cold cap conversion kinetics model
1 南京理工大学 机械工程学院,江苏南京20094
2 吉林大学 机械与航空航天工程学院,吉林长春13005
3 上海交通大学 机械与动力工程学院,上海200240
三轴快速刀具伺服(Fast Tool Servo, FTS)具有更高的刀具空间运动柔性,逐渐用于复杂光学曲面和微纳结构表面的切削加工。针对所研制电磁-压电混合驱动三轴FTS存在的轴间耦合、高频谐振和迟滞非线性等因素对轨迹跟踪性能的影响,研究综合补偿策略实现三轴空间轨迹的高性能跟踪控制。以陷波滤波器抑制系统高频谐振,以前馈解耦补偿弱化平面轴间耦合;针对法应力电磁驱动和压电驱动的迟滞非线性,提出以线性动力学模型级联Prandtl-Ishlinskii模型描述各轴的动态迟滞特性,并构建无需直接求逆的迟滞前馈补偿模型,实现系统的迟滞非线性补偿。谐波扫频测试结果表明:所采用的陷波滤波器可以很好地消除高频谐振,前馈解耦补偿可将平面XY轴间的耦合幅值降低约14 dB。宽频域内迟滞建模结果表明:平面XY轴和Z轴的动态迟滞建模误差分别小于±2.2%和±1.8%。以PID为主控制器,对宽频谐波(10~100 Hz)的跟踪结果表明:采用综合补偿策略获得各轴的最大跟踪误差约为仅采用逆动力学前馈补偿的25%~50%,进一步对空间螺旋球面轨迹进行了跟踪测试,证明了所构建的综合补偿控制策略的有效性。
快速刀具伺服 轨迹跟踪控制 陷波滤波器 前馈解耦补偿 动态迟滞模型 fast tool servo trajectory tracking control notch filter feed-forward decoupling compensation dynamic hysteresis model 光学 精密工程
2023, 31(15): 2236
随着无线通信技术的发展, 小型化、多频带微带贴片天线在无线通信中得到了广泛应用。文章设计了一种六边形多频带微带天线, 采用同轴线馈电, 在六边形贴片的每个顶点内侧进行120°的开槽。通过调整贴片开槽的几何形状和尺寸, 能够有效地获得三种不同的谐振模式, 可应用于 L波段和C波段。用仿真软件CST对该种天线进行仿真及分析, 其结果表明, 在工作频段均满足增益G≥6dbi, 回波损耗S11<-10dB。该天线具有结构简单、体积小、增益良好的特点, 适用于通信中WiFi频段。
多频带 微带天线 同轴线馈电 六边形贴片 multiband microstrip antenna coaxial feed hexagon patch
南京航空航天大学电子信息工程学院, 江苏 南京 211106
提出了一种采用基片集成同轴线 (SICL)馈电的双馈点圆极化微带贴片天线。具体通过多馈点法实现圆极化, 并通过背腔加载提高增益, 增加带宽, 减小后瓣, 降低互耦, 提高天线性能。经过仿真验证, 该天线能够在 42.42~56.69 GHz之间实现 S11 <-10 dB(相对带宽为 28.8%@ 51 GHz), 在 45.26~48.08 GHz之间实现轴比小于 3 dB, 最大增益 8.9 dBi。
圆极化 多馈点法 基片集成同轴线 贴片天线 circularly polarized dual-feed method Substrate Integrated Coaxial Line(SICL) patch antenna 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(3): 349
1 江西农业大学工学院,江西 南昌 330045
2 江西省现代农业装备重点实验室,江西 南昌 330045
为提高激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对猪饲料中重金属的定量分析精度,以市场常见猪饲料中的Cu元素为研究对象,采用偏最小二乘法(PLS)建立猪饲料中Cu元素定量分析模型,结合空间限域提高LIBS信号强度及定量模型精度,实验所用空间限域腔内腔直径和高度分别为4.5 mm和2 mm。采用九点平滑、标准正态变量变换、多元散射校正等方法对60组猪饲料样品的LIBS进行光谱预处理,并建立PLS预测模型。结果显示,基于圆柱形空间限域,利用九点平滑结合多元散射校正预处理效果最好。传统LIBS条件下预测集相关系数(R)为0.8684,预测均方根误差(RMSEP)为49.3,预测集平均相对误差(ARE)为43.95%;结合空间限域LIBS条件下R为0.9881,RMSEP为14.4,ARE为12.51%。研究结果表明,外加空间限域的LIBS技术能够明显提高猪饲料中Cu元素的光谱信号强度及PLS模型的精度,为猪饲料的精准安全检测提供较好的支持作用。
光谱学 激光诱导击穿光谱 猪饲料 空间限域 偏最小二乘法 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0730002
针对毫米波亚毫米波探测仪对准光学馈电网络的需求, 基于 GRASP软件设计了一套 23~425 GHz 10频段准光学馈电网络。采用平面折返镜实现双层准光学馈电网络设计, 有效控制系统结构包络; 通过极化栅网和频率选择面(FSS)分离通道, 对通道指标进行仿真分析。采用平面近场方法对准光馈电网络辐射性能进行测试, 测试结果满足指标要求。
准光学馈电网络 辐射性能测试 辐射计 频率分离系统 quasi optical feed network radiation performance measurement radiometer frequency separation system 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(2): 139