| 【中文题名】 | 同轴插板式相移器理论及实验研究 |
| 【英文题名】 | The Theory and Experimental Research of Coaxial-Inserting-Fin Phase Shifter |
| 【学科专业】 | 光学工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-8-2 |
| 【中关键词】 | 高功率微波,数值模拟,相移控制,同轴插板式相移器,, |
| 【英关键词】 | high power microwave,numerical simulation,phase shift control,Coaxial-inserting-fin phase shifter, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>光电子技术、激光技术>波导光学与集成光学>集成光学器件> |
| 【论文摘要】 | 相移器是微波系统中的常用元件,它的作用是使通过的电磁波产生一定的相位移,因此它在微波相位控制和功率合成方面具有重要意义。常用的相移器包括半导体相移器和铁氧体相移器,它们发展已比较成熟,但由于各自特点所限,均不适用于高功率微波领域。鉴于此背景本文提出并研究了一种适用于高功率微波的相移器——同轴插板式相移器。
论文首先介绍了同轴插板式相移器的研究背景及该相移器与其他传统相移器相比较在高功率微波领域的应用优势。然后阐述了同轴插板式相移器的基本工作原理,并对其进行了数值模拟与优化设计,接着重点研究了其结构工艺和相移控制系统,包括硬件控制电路的设计,上下位机软件的编写调试以及通信协议的实现等。最后在此基础上研制了一个中心频率为4.1GHz,相移范围为90°的同轴插板式相移器模型,通过矢量网络分析仪进行了实验测量,对其存在的问题进行了阐述。
理论与实验结果表明:同轴插板式相移器是一种线性相移器,具有输入输出同轴,功率容量高的特点,具有较好的高功率微波应用前景;采用步进电机驱动滑板移动可使该相移器实现相移,在移动中相移器保持较好的匹配性能,文中相移量化精度可为1° |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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第1章 绪论 |
8-13 |
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1.1 论文背景 |
8-10 |
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1.1.1 相移器的发展 |
8-10 |
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1.1.2 高功率微波概述及其特点 |
10 |
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1.2 课题提出 |
10-13 |
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第2章 同轴插板相移器工作原理(理论分析) |
13-24 |
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2.1 同轴线结构及其场分布特点 |
13-15 |
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2.2 扇形截面波导分析 |
15-17 |
|
2.3 同轴插板式相移器的结构及基本原理 |
17-18 |
|
2.4 相移器中工作模式的分析 |
18-22 |
|
2.5 相移器相移计算 |
22-23 |
|
2.6 匹配结构设计 |
23 |
|
2.7 小结 |
23-24 |
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第3章 相移器数值模拟及性能分析 |
24-30 |
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3.1 HFSS简介 |
24 |
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3.2 利用HFSS对相移器进行模拟 |
24-28 |
|
3.2.1 反射特性 |
24-26 |
|
3.2.2 相移特性 |
26-27 |
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3.2.3 系统的插入损耗 |
27-28 |
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3.3 相移器功率容量分析 |
28-29 |
|
3.4 小结 |
29-30 |
|
第4章 插板滑动结构及硬件控制电路设计 |
30-43 |
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4.1 插板滑动结构 |
30-31 |
|
4.2 步进电机概述及选型 |
31-33 |
|
4.2.1 步进电机工作原理 |
31-32 |
|
4.2.2 步进电机的分类 |
32-33 |
|
4.3 电机控制电路各模块介绍 |
33-41 |
|
4.3.1 电路基本原理框图 |
33-34 |
|
4.3.2 系统工作流程叙述及功能简介 |
34-41 |
|
4.3.2.1 各部分硬件功能简介 |
35-41 |
|
4.4 电路板PCB制作及注意事项 |
41-42 |
|
4.4.1 ProtelDXP简介 |
41 |
|
4.4.2 PCB板制作 |
41-42 |
|
4.5 小结 |
42-43 |
|
第5章 系统软件设计 |
43-54 |
|
5.1 Keil C简介 |
43 |
|
5.2 软件总体设计 |
43-44 |
|
5.3 89C52内部资源及应用 |
44-46 |
|
5.4 单片机中断系统 |
46-49 |
|
5.5 串口编程 |
49-52 |
|
5.5.1 单片机端设置 |
49 |
|
5.5.2 数据通信协议 |
49-50 |
|
5.5.3 下位机通信流程设计 |
50-52 |
|
5.6 电机控制程序 |
52-53 |
|
5.7 小结 |
53-54 |
|
第6章 上位机通信程序 |
54-70 |
|
6.1 串口通信程序背景介绍 |
54 |
|
6.2 API函数法及MScomm介绍 |
54-55 |
|
6.3 Win32编程特点 |
55 |
|
6.4 通信API的数据结构 |
55-58 |
|
6.5 串口通信底层类 |
58-61 |
|
6.6 CSerialPort类 |
61-65 |
|
6.7 CSerialAppDIg类 |
65-67 |
|
6.8 相移器控制程序 |
67-69 |
|
6.9 小结 |
69-70 |
|
第7章 系统调试及实验验证 |
70-76 |
|
7.1 下位机MCU调试 |
70-71 |
|
7.2 电路板调试 |
71 |
|
7.3 上位机通信软件调试 |
71-76 |
|
结束语 |
76-77 |
|
参考文献 |
77-80 |
|
致谢 |
80-81 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文 |
81-82 |
|
附录: |
82-91 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.341033 |
