高温环境下CSRR集成SIW传感器设计及其测量系统研究
发布时间：2023-04-20 05:01
高温环境下温度、压力、湿度等参数的实时原位测试在航空航天、能源开采及运输等领域有着广泛的需求。目前,无线无源的传感技术因其非接触测量方式有着很大的潜力。微波散射技术可实现较远距离传感器信号无源监测,品质因子高,受干扰影响小,且传感器可工作在金属环境下,是面向高温环境应用的一种极具前景的新型遥测技术。因此,本文提出了基于微波散射技术的互补开口谐振环集成基片集成波导结构(CSRRSIW)的无线无源温度、压力及多参数传感器的技术方案,利用HFSS仿真软件进行了模拟验证,研究了压力参数的温度修正算法,设计了模块化测量系统,为恶劣环境下参数的无线遥测开辟了新思路。主要研究内容如下: (1)建立了CSRR的结构模型和等效电路,分析了CSRR结构参数对其谐振频率的影响,阐明了CSRR-SIW微波传感器的无线传输原理。通过分析CSRR-SIW温度传感器的温度敏感机理及CSRR-SIW压力传感器的压力敏感机理,建立了CSRR-SIW温度传感器的热-电耦合模型及CSRR-SIW压力传感器的热-力-电耦合模型。另外,对特征信号进行了参数分析及影响因素研究。 (2)提出了将CSRR结构集成在SIW谐振腔上实现...
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高温微波传感器研究现状
1.2.2 CSRR-SIW微波传感器研究现状
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文创新点
第二章 CSRR-SIW传感器理论模型及耦合机理
2.1 CSRR和 SIW基本理论
2.1.1 CSRR结构模型和等效电路
2.1.2 CSRR性能分析
2.1.3 SIW结构分析
2.2 CSRR-SIW传感器传输原理及耦合模型
2.2.1 CSRR-SIW传感器无线传输原理
2.2.2 CSRR-SIW温度传感器热-电耦合模型
2.2.3 CSRR-SIW压力传感器热-力-电耦合模型
2.3 特征信号基本参数分析
2.3.1 特征信号参数分析
2.3.2 特征信号影响因素研究
2.4 本章小结
第三章 CSRR-SIW高温温度/压力传感器研究
3.1 CSRR-SIW高温温度传感器研究
3.1.1 CSRR-SIW温度传感器工作原理
3.1.2 CSRR-SIW温度传感器性能仿真与制造
3.1.3 CSRR-SIW温度传感器高温响应特性测试
3.2 CSRR-SIW高温压力传感器研究
3.2.1 CSRR-SIW压力传感器设计与仿真研究
3.2.2 CSRR-SIW高温压力传感器制造
3.2.3 CSRR-SIW压力传感器高温性能测试
3.3 多点可组网传感器网络研究
3.3.1 多点可组网传感器网络原理
3.3.2 多点可组网传感器网络仿真分析
3.3.3 多点可组网传感器网络测试
3.4 本章小结
第四章 CSRR-SIW高温多参数传感器研究
4.1 CSRR-SIW高温温压湿传感器研究
4.1.1 CSRR-SIW温压湿传感器工作原理和仿真分析
4.1.2 CSRR-SIW温压湿多参数传感器制备
4.1.3 CSRR-SIW温压湿传感器高温测试
4.2 CSRR-SIW高温温压集成传感器研究
4.2.1 CSRR-SIW温压集成传感器工作原理
4.2.2 CSRR-SIW温压集成传感器仿真分析
4.2.3 CSRR-SIW温压集成传感器高温测试
4.3 本章小结
第五章 模块化测量系统及验证应用
5.1 模块化测量系统工作原理
5.1.1 S11 参数测量方法
5.1.2 模块化测量系统工作原理
5.2 测量系统的分模块设计
5.2.1 锁相环模块设计
5.2.2 鉴相模块设计
5.2.3 采集模块设计
5.3 模块化测量系统验证
5.3.1 模块化测量系统调试
5.3.2 模块化测量系统测试及应用
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读博士(硕士)期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3794940
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高温微波传感器研究现状
1.2.2 CSRR-SIW微波传感器研究现状
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文创新点
第二章 CSRR-SIW传感器理论模型及耦合机理
2.1 CSRR和 SIW基本理论
2.1.1 CSRR结构模型和等效电路
2.1.2 CSRR性能分析
2.1.3 SIW结构分析
2.2 CSRR-SIW传感器传输原理及耦合模型
2.2.1 CSRR-SIW传感器无线传输原理
2.2.2 CSRR-SIW温度传感器热-电耦合模型
2.2.3 CSRR-SIW压力传感器热-力-电耦合模型
2.3 特征信号基本参数分析
2.3.1 特征信号参数分析
2.3.2 特征信号影响因素研究
2.4 本章小结
第三章 CSRR-SIW高温温度/压力传感器研究
3.1 CSRR-SIW高温温度传感器研究
3.1.1 CSRR-SIW温度传感器工作原理
3.1.2 CSRR-SIW温度传感器性能仿真与制造
3.1.3 CSRR-SIW温度传感器高温响应特性测试
3.2 CSRR-SIW高温压力传感器研究
3.2.1 CSRR-SIW压力传感器设计与仿真研究
3.2.2 CSRR-SIW高温压力传感器制造
3.2.3 CSRR-SIW压力传感器高温性能测试
3.3 多点可组网传感器网络研究
3.3.1 多点可组网传感器网络原理
3.3.2 多点可组网传感器网络仿真分析
3.3.3 多点可组网传感器网络测试
3.4 本章小结
第四章 CSRR-SIW高温多参数传感器研究
4.1 CSRR-SIW高温温压湿传感器研究
4.1.1 CSRR-SIW温压湿传感器工作原理和仿真分析
4.1.2 CSRR-SIW温压湿多参数传感器制备
4.1.3 CSRR-SIW温压湿传感器高温测试
4.2 CSRR-SIW高温温压集成传感器研究
4.2.1 CSRR-SIW温压集成传感器工作原理
4.2.2 CSRR-SIW温压集成传感器仿真分析
4.2.3 CSRR-SIW温压集成传感器高温测试
4.3 本章小结
第五章 模块化测量系统及验证应用
5.1 模块化测量系统工作原理
5.1.1 S11 参数测量方法
5.1.2 模块化测量系统工作原理
5.2 测量系统的分模块设计
5.2.1 锁相环模块设计
5.2.2 鉴相模块设计
5.2.3 采集模块设计
5.3 模块化测量系统验证
5.3.1 模块化测量系统调试
5.3.2 模块化测量系统测试及应用
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读博士(硕士)期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3794940
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