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行波管夹持杆衰减涂层轴向衰减分布测试系统的软件设计

作　者: 巩峰
导　师: 钱光弟
学　校: 电子科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 夹持杆衰减分布行波管 S参数测试软件
分类号: TN124
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

行波管是一种性能优异的大功率微波电子管,广泛应用于微波通讯和电子对抗领域。行波管工作稳定性与管内的集中衰减器的匹配情况有关,而该匹配状况又取决于夹持杆上衰减涂层的沿轴衰减分布规律。因此,准确测量夹持杆上衰减涂层上的衰减分布规律对提高行波管制管合格率极其重要。在国内行波管的研究和生产中,通常使用万用表直接测量夹持杆上衰减涂层的直流电阻来代替衰减分布。这样测量没有在夹持杆实际工作的微波环境下进行,并且只能测到夹持杆上衰减涂层的体电阻,而不是衰减分布,所以测试结果不能很好地反映集中衰减器上衰减涂层的准确规律。本课题用微波衰减原理去设计测量方案,构建标量网络分析仪自动测试系统。通过在测试传感器波导宽边中间位置引入夹持杆的方式模拟夹持杆在行波管中的工作情况,并合理设计微波传输网络、传动系统、时序控制系统、数据采集系统、以及自动测试软件,完成夹持杆在X波段和Ku波段上衰减涂层轴向衰减分布的自动测量。本文的主要工作如下:1.研究测试系统模型,根据S参数法设计出微波意义上衰减值的测试方法。2.简要介绍测试系统各个主要组成部分的工作原理和功能,包括微波传输网络、传动系统、数据采集、时序控制和计算机系统。3.时序控制模块是实现自动化高速测试的关键部分,决定着系统各部分能否同步工作。因此,第四章简要介绍了时序控制功能的设计和实现。4.测试软件是用户正确完成测量过程,提高测试设备易用性的核心部分,也是作者主要负责的工作内容。论文中详细介绍了测试软件中各个模块的主要功能和实现方法,包括系统参数设置、测试样品名片管理、测试模式选择、测试样品编号、测试流程控制、数据采集和处理、测试结果输出和分析。最后,通过分析测试数据,评估测试系统性能,测试结果满足指标的要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章引言  10-15
  1.1 课题研究的背景和现实意义  10-11
    1.1.1 课题来源  10
    1.1.2 行波管的原理及特性  10-11
    1.1.3 夹持杆衰减涂层轴向分布规律对行波管性能的影响  11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 本文研究内容  12-14
    1.3.1 研究目标  12
    1.3.2 技术指标  12
    1.3.3 论文的研究内容  12-14
  1.4 论文组织安排  14-15
第二章衰减分布规律测试的基本理论  15-19
  2.1 测试模型建立  15-16
  2.2 微波网络S 参数分析  16-17
  2.3 衰减量测试方法  17-19
第三章衰减分布测试系统总体设计  19-32
  3.1 测试系统结构  19-20
  3.2 微波传输网络  20-25
    3.2.1 频率合成器  20-21
    3.2.2 测试传感器  21-22
    3.2.3 夹持杆定位导向器  22-23
    3.2.4 微波信号传输采集回路  23-25
  3.3 传动系统  25-28
    3.3.1 步进电机  25-26
    3.3.2 步进电机驱动器  26-27
    3.3.3 机械传动结构  27
    3.3.4 零位开关  27-28
  3.4 计算机控制系统  28-32
    3.4.1 PC104 主板  28-29
    3.4.2 数据采集卡  29-30
    3.4.3 时序控制卡  30-32
第四章时序控制卡的设计  32-39
  4.1 时序控制卡的功能  32-33
  4.2 时序控制卡的逻辑设计  33-39
    4.2.1 系统工作时序  33-35
    4.2.2 时序控制卡的工作流程  35-37
    4.2.3 时序控制的各程序模块构成  37-39
第五章测试系统软件设计  39-72
  5.1 测试系统软件简介  39-41
  5.2 系统参数设置  41-53
    5.2.1 置零  42-43
    5.2.2 S 参数校准  43-53
      5.2.2.1 校准原理  43-44
      5.2.2.2 手动校准流程的软件实现  44-50
      5.2.2.3 自动校准流程的软件实现  50-53
  5.3 夹持杆信息管理模块的实现  53-59
    5.3.1 夹持杆信息分类  53-56
    5.3.2 夹持杆信息检查  56-57
    5.3.3 夹持杆信息编辑  57-59
  5.4 测试夹持杆编号功能的实现  59-61
  5.5 测试流程控制  61-65
    5.5.1 测试时的基本工作状态  61
    5.5.2 工作状态的转换  61-62
    5.5.3 不同测试模式下的流程控制  62-65
  5.6 数据采集和处理  65-67
    5.6.1 数据采集  65-66
    5.6.2 数据处理  66-67
  5.7 测试结果输出  67-69
    5.7.1 数据列表  67
    5.7.2 数据曲线  67-68
    5.7.3 测试结果保存和加载  68-69
    5.7.4 测试结果打印  69
  5.8 测试数据分析  69-72
    5.8.1 原始数据分析  69-70
    5.8.2 统计分析  70-72
第六章系统性能测试及测量结果分析  72-86
  6.1 样品测试过程  72-80
  6.2 测试结果分析  80-86
    6.2.1 X 波段测试重复性测试  80-83
    6.2.2 夹持杆品质鉴别  83-85
    6.2.3 系统性能评估  85-86
第七章结论  86-88
致谢  88-89
参考文献  89-91
附录  91-94
攻读硕士学位期间取得的研究成果  94-95

行波管夹持杆衰减涂层轴向衰减分布测试系统的软件设计

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