小型化快响应软X射线探测器研究

研制了用于探测脉宽为亚纳秒级软X射线脉冲的小型化X射线探测器,对该类结构的X射线探测器的响应时间参数进行了理论分析与计算。根据理论分析与计算结果,采用基于有限元法的电磁场仿真软件HFSS10.0对该探测器的探测二极管进行了电磁场建模与仿真,并根据传输线理论对传输超宽带信号的同轴输出通路进行了优化设计,采用超薄高介电强度薄膜构成大存储电容的新方式,解决了设计该类高速探测器中存在的大存储电容与耐高压的技术难题。在“神光Ⅲ原型激光装置”上对该探测器进行了实验考核。实验结果表明,探测器的响应时间可达51 ps。此外,还对设计该类高速响应探测器时某些物理学方面的考虑进行了讨论。     

X波段低相噪VCO设计

从HJFET的物理模型出发，提出了反沟道HJFET的电路模型，分析其等效电路，并在此基础上设计并制作了一个反沟道振荡器。     

Ka波段直接数字调频锁相源

本文结合调制和锁相理论,论证了数字信号直接调制锁相源的可行性。研制的Ｋａ波段锁相耿氏振荡器能实现２＾１５级８４４８ｋｂｉｔ／ｓ的数字信号直接调频。该技术能大大降低通信系统的成本。     

三维最优时域有限差分方法

数值色散是时域有限差分方法(FDTD)中最主要的误差来源,导致数值相速成为频率和方向的函数。文中讨论了一种基于最优有限冲激滤波器设计方法的最优差分格式,从频率空间或者波数空间中实现对理想偏微分算子的逼近,构造一种新的具有低数值色散关系的最优时域有限差分方法。文中导出了其数值色散关系和进行了稳定性分析,并通过与常用的基于泰勒级数展开定理的高阶(2,4)时域有限差分法相比较,发现最优时域有限差分法的数值色散得到了极大的改善。最后通过一个数值例子来验证其有效性。     

基于SLNSRR 的超低相位噪声振荡器研究

基于枝节加载嵌套型开环谐振器(SLNSRR)设计了一款阻带抑制提升的高频率选择性平衡滤波器, 并且设计了超低相位噪声差分振荡器。借助于混合电磁耦合技术,平衡滤波器在临近通带高端处具有一个传输零 点使得滤波器群时延得以提高,有效地提升所设计振荡器的相位噪声性能。为了验证该方法的可行性,设计、加工 并且测试了基于SLNSRR 平衡滤波器的差分振荡器。测试结果表明振荡频率为2. 004 GHz,拥有稳定的反向振荡信 号输出,每一个端口的输出功率为9. 29 dBm。在偏离载波100 kHz 和1 MHz 处拥有优异的相位噪声性能,分别达 到了-129. 09 dBc/ Hz 和-146. 70 dBc/ Hz。在基于平面混合集成电路工艺相似频率范围内的众多先进振荡器中, 此款振荡器的相位噪声性能是表现最佳的差分振荡器之一。     

嵌入吸收式单刀八掷开关电路

提出了一种嵌入吸收式单刀八掷开关电路结构。利用PIN二极管的通断特性,设计了1个在14～18 GHz频率范围内的吸收式单刀八掷(SP8T)开关电路,导通损耗小于3.9 dB,输出端回波损耗大于10 dB;隔离度大于60 dB,输入、输出端回波损耗大于12 dB。该电路将吸收电阻嵌入在基片下接地板内,相比传统结构的吸收式开关电路,具有在导通状态下损耗略小;在关断状态下输出端反射信号较小。该嵌入吸收式结构也可应用于吸收式的衰减电路及限幅电路中。     

色散特性对毫米波频率步进雷达影响的研究

对影响毫米波频率步进雷达分辨率的主要因素进行了分析。除目标速度以外,为毫米波频率步进雷达提供频率信号的频率源的色散特性也会对雷达分辨率造成恶化影响。微波频段上的色散特性会被搬移到毫米波频段,导致毫米波发射信号和本振信号的初始相位差不为常数,对雷达系统尤其是距离分辨率造成严重影响。仿真结果与实验结果一致。为了抵消色散特性对雷达分辨率的恶化影响,可以通过对色散特性的补偿来实现。色散特性补偿的方法被应用到实现W波段频率步进频率源的设计中,满足了0.45 m距离分辨率的要求。     

S 波段捷变频频率源研究

快捷变频率源在军事上用途广泛,其指标变频时间在瞬息万变的战场上起着关键作用。该文提出一种较新的捷变频方案,并设计出了S 波段捷变频频率源,其输出信号范围为2.349～2.954GHz。该频率源将直接数字式频率合成器（DDS）产生的信号直接上变频,利用选频组件抑制杂散并选择输出信号。该方案中的DDS 采用Analog Device 公司高 端的AD9912,其具有频率分辨率高,输出信号杂散低,控制接口简单的特点。控制部分采用FPGA 芯片EP2C5Q208C8。测试结果表明,系统变频时间小于1.5μs,输出信号杂散抑制最好为69.8dBc,最差为40dBc 左右。     

基于Taylor级数展开定理的高阶FDTD的色散分析

时域有限差分法(FDTD)是计算电磁领域中的一类非常重要的研究工具.而Taylor级数展开定理是构造差分格式的一种重要方法,例如Yee格式采用二阶Taylor格式,Fang格式采用四阶Taylor格式.本文借助于采样定理,详细分析了不同阶Taylor中心差分格式的谱特性以及计算误差,并将任意阶Taylor中心差分格式用于数值求解麦克斯韦方程中,严格导出了稳定性条件和数值色散关系的表达式,引入了新的误差定义来衡量算法的好坏.详细地研究了Courant数、网格分辨率CPW和网格长度比率等因素对于数值色散误差的影响,为基于Taylor差分格式的FDTD算法的研究提供了有用的参考.     

95GHz低相噪锁相源技术研究

基于毫米波锁相源相位噪声理论,明确指出采用低相位噪声的微波频率源可以有效改善毫米波锁相源相噪指标。利用低相位噪声的微波倍频源,结合谐波混频方式,设计出95GHz低相位噪声锁相频率源。测试结果表明,其相位噪声可以低至-90.44dBc/Hz@10kHz,验证了该设计方案的可行性。