科考船同轴缆和光缆参数模拟系统研制

发布时间：2020-03-25 16:16

【摘要】：随着海洋设备日益增多,研究人员们对设备的功能、稳定性等要求也逐步提高。一些海洋技术发达的国家在建设试验场方面投入许多精力和资金,而我国由于建设试验场的时间相对比较晚,用于测试装备的系统功能比较单一、服务区域较少。因此实现更加完备的海洋设备测试系统和更高效率的海洋高技术成果转化,研究测控平台的相关系统具有重大意义。本论文所研制的同轴缆参数模拟系统以及光缆参数模拟系统属于水下探测取样装备测控平台的一个重要组成部分。我国目前测控平台试验场在建设和发展中,许多用于水下探测取样装备测试的系统尚在研发中,例如通信性能测试以及带宽测试的系统。为了尽量避免水下探测系统在海试中频发通信异常事件这一问题,本文研发的两套模拟系统用于提前对水上设备与水下探测系统进行数据通信性能测试和通信带宽测试。同轴电缆参数模拟系统分为软件和硬件两个部分,硬件部分参数可调,适用于多种同轴电缆模拟,具体设置23种模式;软件主要功能是辅助用户使用该系统,用户可以根据需求选择相关参数,然后软件提供系统参数调节方式,并显示对应的频率特性曲线图。光缆参数模拟系统模拟全光路的衰减,提供较大范围的光功率衰减值调节,以及良好的软件功能。本文要完成的主要工作为:传输线理论与模型研究、器件选型、比较各方案设计、系统硬件设计和软件设计、实验室调试和试验场调试。同轴电缆参数模拟系统硬件设计前期主要使用Multisim仿真软件,后期在实验室进行实物搭建,使用SP1641D信号发生器以及Tektronix公司的TDS2022B示波器进行测试;软件设计使用Qt软件平台C++语言,实现了功能界面设计和参数处理设计。光缆参数模拟系统的硬件设计以STM32F103ZET6为主控核心,采用AD5732电压控制模块控制可调光衰器;软件部分使用嵌入式C语言进行良好的人机界面设计、按键多功能设计以及电压控制。最后进行系统调试。本文研制了同轴电缆参数模拟系统以及光缆参数模拟系统,在舟山浅水试验场完成了调试,两套模拟系统顺利实现测控平台对水下探测取样装备的通信性能以及带宽测试,即将投入正式使用。
【图文】：

均匀分布,同轴电缆,内部结构,芯线

图 2.1 同轴电缆内部结构信号脉冲传输到接收机，并且保护信号中信息的完的 1/10，则可以将电缆视为传输线。一根芯线，芯线外是一层 PVC 材料制成的绝缘护套成，通常保持在地电位。芯线的外层是绝缘层。中防止传输信号辐射到大气中，，防止外界信号干扰核的外层传播，所以中心导体越大，信号越好。对于号辐射、耦合进入其结构或电路中时，该信号就失决这一问题的良好选择。线可由均匀分布式参数模型近似模拟[20]。该均匀分电容 C 以及电阻 R、电导 G 来表示，这些参数主要长度的并联电容 C 的计算公式如下，单位为 F/m。

等效模型

决于物体的材质和物体的形状这两个因素。另一个影响因素是趋肤效应。趋肤身电流限制在导体的顶层，通俗讲，以趋近导体“皮肤”上，从而增加有效电中的电流密度是完全一致的，则电阻 R 可由下式进行计算：AlR 中，l、 A、分别为导体的长度、横截面积以及电阻率。单位长度的分流电导 G，单位是 S/m。分流电导由于所用绝缘体的介电损耗而好介电性能的绝缘材料将具有较低的分流电导。设导体中的电流密度是完全一致的，则电导 G 可由下式进行计算：l AG （传输线方程输线方程是一对表示电力传输线路上的电压和电流随距离和时间的变化的线性传输线方程可推导同轴电缆的特征阻抗和波传输速度。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U674.81

【相似文献】