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高频阻抗及复反射系数测试仪的研制

作　者: 赵勇
导　师: 王新
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 高频电小天线输入阻抗复反射系数测量误差校准
分类号: TN820
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 22次
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内容摘要

天线是无线通信系统的一个重要组成部分。在军事通信领域,电小天线应用十分广泛。例如超视距雷达接收天线阵阵元使用的就是交叉场天线(CFA)。在天线的诸多电参数当中,输入阻抗和反射系数是很重要的两个。要正确设计、选择和使用天线,我们就要准确测量这些参数。目前使用的Agilent4396B矢量网络分析仪可用来测量HF单端口网络的复反射系数,可作为宽带可调HF电小天线的阻抗测量系统,但需要在测试参考面处对其进行系统误差校准,而且该仪器的造价十分昂贵。根据舰载超视距雷达对宽带可调CFA电小天线的要求及矢量网络分析仪单端口网络复反射系数的测试原理,本文设计并研制了一套宽带可调HF电小天线的阻抗及复反射系数测量系统。该系统主要由复反射系数检测电路和DSP信号处理单元组成,将以往由计算机完成的信号采集、变换、计算、结果显示都交给DSP系统来完成,有利于测试系统的小型化和集成化。当改变系统的工作频率时,复反射系数检测系统对天线的反射系数进行测试,由DSP芯片进行信号处理,并将计算结果在LCD屏上显示出来。同时,为使该系统更为准确和完善,本文分析了系统的误差来源,根据网络分析仪误差校准原理,提出其误差校准模型,构建了本测试系统误差校准机构。并针对该系统的实际情况给出了具体的校正方法和具体的校正步骤。最后,通过实际测试,本文记录了大量测试数据,并与理论计算数据进行比较,证明了经过误差校准后的测试系统具有较高的测量精度,可实现宽带可调HF电小天线的参数性能的快速实时测量。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 国内外在该方向的研究现状及分析  9-14
    1.2.1 电小天线的研究发展状况  9-10
    1.2.2 交叉场天线的研究现状  10-11
    1.2.3 数字信号处理（DSP）的研究现状  11-13
    1.2.4 微波网络参数的测量方法  13-14
  1.3 本文研究的主要内容  14
  1.4 本文的结构安排  14-15
第2章测试系统的总体方案设计  15-20
  2.1 单端口网络的输入阻抗  15-16
  2.2 单端口网络输入阻抗间接的测试方法  16-17
  2.3 反射系数及输入阻抗测试原理  17-18
  2.4 测试系统的总体设计  18-19
  2.5 本章小结  19-20
第3章测试系统的具体实现  20-38
  3.1 定向耦合器  20-23
  3.2 功率分配器  23-25
  3.3 低通滤波器  25-29
  3.4 数字信号处理(DSP)单元  29-33
    3.4.1 TMS320LF2407A DSP 芯片内部结构  29-31
    3.4.2 ADC 模数转换模块  31-33
  3.5 DSP 部分的软件设计  33-37
    3.5.1 DSP 集成开发环境  34-35
    3.5.2 应用软件设计  35-37
  3.6 本章小结  37-38
第4章测试系统的误差及其校正  38-44
  4.1 误差的来源  38-39
  4.2 误差校准模型及基本原理  39-42
  4.3 误差校准的具体步骤  42-43
  4.4 本章小结  43-44
第5章实验结果与分析  44-53
  5.1 测试步骤  44
  5.2 测试结果分析  44-50
  5.3 整个系统的再分析与改进  50-52
    5.3.1 测量时间的比较  50-51
    5.3.2 对A/D 转换的分析  51-52
  5.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-58
致谢  58

高频阻抗及复反射系数测试仪的研制

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