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《电子科技大学》 2007年
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UHF频段高温超导接收机前端子系统研究

何德宽  
【摘要】: 二战后雷达技术迅猛发展,在军用和民用领域的应用前景和研究价值都相当可观,而作为雷达关键部件之一的接收机,在雷达应用中具有举足轻重的作用。现代战争要求雷达接收机具有极高灵敏度和选择性的同时保持良好抗干扰能力,这对常规接收机系统提出了新的挑战,高温超导接收机正是为了适应这种新的发展需求而产生和发展起来。 本文首先介绍了高温超导体的一些基本特性以及国内外高温超导接收机技术的发展状况,继而详细阐述了高温超导接收机前端各器件的工作原理及设计制作过程,最后给出了系统测试结果并对其作出相应的分析。 所研制的子系统主要由前置高性能高温超导滤波器和低温低噪声放大器组成,要求工作于低温环境且频率处在UHF频段低端。过低的频率和工作温度给设计带来相应难度,主要表现在两方面:其一是常规设计思路将导致滤波器尺寸过大,难以在最大仅3英寸的超导基片上实现;其二是放大器需工作于液氮温区,故最好选用HEMT器件作为管芯,但HEMT器件在所需频段反射差、稳定性难以保证。针对以上问题,在超导滤波器设计时引入了多曲折线谐振器等设计方案;对于低温低噪声放大器则同时引入了串联反馈技术和并联反馈技术,并通过电阻加载等方式使器件在很宽频带内稳定工作且具有良好的噪声与驻波性能。 在理论计算基础上,设计过程中还结合了常见的高频电路电磁仿真软件,使得设计的效率和准确性都大大提高。为了避免接头互联带来附加损耗,该子系统采用集成一体化结构,将一体化的子系统与低温杜瓦装置结合起来最终研制出“UHF频段高温超导接收机前端”样机。在77K的工作温度下,整机噪声<0.7dB,反射好于-15dB,增益约为22dB,带外抑制优于60dB,矩形系数趋近于1。在军用雷达系统上的实测表明,该系统的灵敏度和抗干扰能力较常规接收机系统有大幅度提高,这也预示着超导接收机在军用雷达系统上将具有巨大的应用潜力。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN851

【参考文献】
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