基于ARM的微波暗室测试系统硬件设计

发布时间：2017-09-14 18:22

  本文关键词：基于ARM的微波暗室测试系统硬件设计

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【摘要】：高性能的天线研发离不开一套高精度的测试系统。微波暗室中的天线测试系统主要包括转台及伺服系统、测试仪器和监控系统。其中转台及伺服系统等硬件部分的性能优劣将直接影响微波暗室中天线测试的准确性,因此硬件部分的设计显得十分重要。本文设计并研究出一种基于ARM的微波暗室测试系统的硬件方案,主要包括伺服系统的底层驱动设计和电机控制部分设计。测试系统通过ARM处理器控制电机的转动,调整被测天线的姿态的同时记录被测天线的天线图等测试数据。本设计硬件核心基于型号为Atmel AT91SAM9263的单板机,设计出一种可以自动完成远场收发的测试系统,简化了天线测试的操作步骤。借助频谱仪,系统能够准确测量天线方向图、主瓣宽度、波瓣宽度、增益等参数。本系统具有测量误差小、抗干扰能力强、测量灵敏度高等特点。本设计的创新点是借助于嵌入式系统良好的扩展性,使用高精度的轴角编码器,以及裁剪了内核linux2.6.24,删除了MCI、显示屏等驱动,移植了网络接口、AD等驱动。通过PID算法的优化增加了电机转动的稳定性和准确性,从而解决了测试过程中比较棘手的对准问题。测试过程的自动化在一定程度上简化了复杂的天线测试过程,方便非专业人员对其进行操作。
【关键词】：微波暗室 测试系统 ARM Linux 驱动
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 国内外研究的现状9-10
• 1.3 论文内容的安排10-11
• 第二章 微波暗室测试系统相关理论11-17
• 2.1 微波暗室的分类11-12
• 2.1.1 按微波暗室用途分类11
• 2.1.2 按微波暗室形状分类11-12
• 2.1.3 按吸波材料铺设情况分类12
• 2.2 微波暗室设计考虑因素12-13
• 2.3 天线辐射区的划分13
• 2.4 天线测试场的分类13-16
• 2.4.1 近场测量方法14
• 2.4.2 远场测量方法14-15
• 2.4.3 紧缩场测量方法15-16
• 2.5 本章小结16-17
• 第三章 基于ARM的微波暗室测试系统设计的总体方案17-22
• 3.1 系统概述17
• 3.2 系统设计17-21
• 3.2.1 嵌入式微波暗室测试系统的伺服系统18-19
• 3.2.2 嵌入式微波暗室测试系统的监控系统19-21
• 3.3 本章小结21-22
• 第四章 基于ARM的微波暗室测试系统的转台设计22-36
• 4.1 微波暗室测试转台硬件系统22-24
• 4.1.1 接收端转台22-23
• 4.1.2 发送端转台23-24
• 4.2 微波暗室测试转台伺服系统平台的选择24-26
• 4.3 微波暗室测试转台伺服系统硬件总体设计26-27
• 4.4 微波暗室测试转台伺服系统硬件模块设计27-35
• 4.4.1 电源模块设计27-28
• 4.4.2 存储器模块设计28-29
• 4.4.3 传感器模块设计29-31
• 4.4.4 串口模块设计31-32
• 4.4.5 网口通信模块设计32-33
• 4.4.6 电机驱动模块设计33-35
• 4.5 本章小结35-36
• 第五章 基于ARM的微波暗室测试系统硬件驱动设计36-56
• 5.1 嵌入式微波暗室测试系统平台的搭建36-37
• 5.1.1 嵌入式微波暗室测试系统驱动开发环境的搭建36-37
• 5.2 嵌入式微波暗室测试系统硬件驱动的移植37-50
• 5.2.1 驱动的模块化38-39
• 5.2.2 GPIO驱动移植39-40
• 5.2.3 模数驱动移植40-45
• 5.2.4 网口驱动移植45-48
• 5.2.5 蜂鸣器驱动移植48-49
• 5.2.6 看门狗驱动移植49-50
• 5.3 嵌入式微波暗室测试系统硬件驱动的测试50-55
• 5.3.1 驱动测试的环境搭建50-51
• 5.3.2 GPIO驱动测试51
• 5.3.3 模数驱动测试51
• 5.3.4 网口驱动测试51-52
• 5.3.5 蜂鸣器驱动测试52-53
• 5.3.6 实时时钟驱动测试53-54
• 5.3.7 看门狗驱动测试54
• 5.3.8 串口驱动测试54-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第六章 微波暗室测试系统中PID算法的应用56-64
• 6.1 电机的速度控制电压56-58
• 6.2 传统PID控制算法58-59
• 6.3 PID算法的改进59-61
• 6.3.1 积分项的改进59-60
• 6.3.2 微分项的改进60-61
• 6.4 PID算法在微波暗室测试系统中的应用61-63
• 6.5 本章小结63-64
• 第七章 总结与展望64-65
• 参考文献65-68
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文68-69
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利69-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 雷家胜;王剑英;;刻绘机伺服电机控制系统研究[J];计算机仿真;2008年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 朱慧珍;一种12位高精度数模转换器的设计[D];华中科技大学;2006年

2 金晶晶;便携卫星通信地球站手动对星盒的研究与实现[D];南京邮电大学;2013年

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本文编号：851581