一、超低相位噪声频综设计技术
为了确保深空探测任务中高精度测量的实现,要求高频接收机本地振荡器(LO,简称本振)具有极低相位噪声。总体提出的1Hz处相噪指标已经接近理论极限,要求设计指标与理论指标相比的恶化控制在1dB以内,这对高频接收频综设计提出了很大挑战,需要探索兼顾小步进(100Hz)和低相噪的最优方案。
二、低温接收机设计技术
在深空系统设计中,采用低温接收机设计技术能有效降低低噪声放大器(LNA)噪声温度,S频段低温接收机噪声温度小于18K(常温60K),X频段低温接收机噪声温度小于20K(常温90K)。
DSF1低温接收机设计要兼顾极低噪声接收和耐发射大功率的双重要求,需要攻克超导耐大功率设计、低温隔离器设计以及低温低噪放设计等多项技术难题。
三、超导滤波器设计技术
微波频率范围内,在相同条件下超导薄膜的微波表面电阻Rs是铜的1/10~1/1000。采用超导技术设计的滤波器具有低插入损耗、高Q值以及体积小、重量轻等突出优点。
为了满足DSF1复杂电磁兼容设计问题,对配置在收支路上的发阻滤波器提出了很高的指标要求。传统的腔体滤波器由于其体积庞大而无法实现制冷应用,较大的插入损耗严重恶化了G/T指标。在此背景下,采用超导滤波器就成为最佳的替代方案。
四、极低噪声测试及不确定度评估技术
DSF1的噪声温度是影响系统G/T指标的决定因素,而对噪声温度的精确测量则成为深空低温接收系统研制的关键环节。常规采用噪声系数测试仪等测量仪器的测试误差通常在10K左右,不能满足低温接收机噪声温度测量的精度要求,因此需探讨极低噪声测试方案及如何对测试不确定性做出准确评估。