基于AD8302的宽带电磁参数测量系统的研究

发布时间：2020-09-12 11:37

　　 相对介电常数和损耗角正切是微波介质材料的两个重要性能参数,近几年随着电磁材料的发展,对微波介质材料电磁参数的精准测量也提出了更高的要求。文章首先介绍了目前已有的比较成熟的电磁参数的测量方法,其次对本文所采用的测量方法进行了详细的讨论,并在此基础上对宽带测量系统各部分包括硬件、软件的设计进行了详细的讨论。本文围绕所采用的方法,做了以下研究工作:1.介绍了本文使用的方法理论推导过程,并将超宽带电磁参数测量系统的设计分解成三个部分:超宽带天线的设计,射频电路的设计,以及数据处理和计算的设计;2.天线设计:通过对平面微带天线的研究,利用天线宽带化技术,设计并制作了一个工作在1.1-6GHz频段的超宽带平面定向天线。天线尺寸为90mm×90mm×1mm。天线实测和仿真结果显示天线在1.1-6GHz频段范围内天线回波损耗小于-10 dB。天线的极化方式为线极化,定向性良好,且实测最大增益达到8dBi;3.射频电路的设计:利用幅度相位检测芯片AD8302分别设计了两款宽频带射频电路。可分别实现1.1-2.7GHz,2.8-5.5GHz频段内的天线不同环境下的(天线辐射近场是否放置待测介质材料)S11的即时测量;4.采样数据处理:采用STM32单片机采集AD8302的电压信号,并通过对算法的编程处理,最终实现介质材料的电磁参数的测量。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB34
【部分图文】：

图４．２微带天线结构逡逑Ｆｉｇ．邋４．２邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ邋ａｎｔｅｎｎａ逡逑对于矩形微带天线，简单的示意图如图４．３（ａ），图４．３（ｂ）是微带天线的一般侧视图，逡逑微带天线正面的贴片的长度Ｌ邋一般是在４／３？柔／２间，天线的辐射贴片和金属接地板逡逑中间是介质基板。一般采用相对介电常数为２．２－１２之间的介质基板来设计微带天线，一逡逑般从设计中来讲，具有较低的相对介电常数和厚的介质基板的微带天线性能最好，能提逡逑供的效率更高，频率带宽可以更宽以及辐射方向图更好，但这种情况下，设计出的天线逡逑尺寸就会相对较大。高相对介电常数以及薄的介质基板经常用在射频固态电路中，因为逡逑射频固态电路需要紧缩场来减少不必要的辐射和相互间的耦合，并且电路尺寸可以做到逡逑很小，但是它们损耗大，效率低，带宽相对小。由于实际中的天线和射频固态电路经常逡逑是集成在一个介质基板上

图４．３ａ形ｂ

逑向性。并在距离天线的正后方ａ２处，我们放置了一块长度略大于天线基板长度的反射逡逑板，用来增加天线的单向辐射特性，如图４．６。逡逑逦ｗ逦逡逑４逡逑Ｉ邋Ｌ逡逑ｋ，？逡逑＂Ｉ逡逑Ｌ，逡逑Ｌ，逡逑Ｙ逡逑逦１逦＾邋ｉ．逡逑Ｗ２逦ｘ逡逑（ａ）逡逑“逦Ｉ，邋‘逡逑ｗ邋ｗ４逦Ｌ逡逑：；邋｜Ｌ＇逡逑ＴＸ逡逑’，一删邋＊、逡逑＾逦ｗ

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 牟光红;李廷军;;基于AD8302的阻抗测量系统设计[J];仪表技术与传感器;2015年04期

2 左海亮;殷兴辉;;网络分析仪中反射计的双定向耦合器的设计和优化[J];科学技术与工程;2013年24期

3 宋旭;吴国安;汤清华;龙振杰;;微波介质材料与器件的现状与发展[J];舰船电子工程;2007年02期

相关硕士学位论文 前1条

1 宋情;基于模拟外差解调的光纤分布式振动传感系统的设计与实现[D];电子科技大学;2017年

本文编号：2817580