一种新型光纤光栅传感器解调系统

选择线性滤波法解调光纤光栅(FBG)传感信号,实现传感光栅Bragg波长微小偏移的实时检测.利用单片机取代PC机,有效实现了系统的小型化.采用锁相放大电路和24位∑-Δ高精度A/D转换模块采集有用信号,提高系统精度和动态范围.使用USB接口模块存储和传输数据,使解调系统特别适合现场测量和野外作业的要求.设计出了一种新型FBG传感器解调系统,通过实验和数据验证了该系统高精度、便携带的特点.     

基于STM32的LF RFID阅读器研究

基于STM32的LF RFID识别系统,可以对电子标签卡进行检测、识别,并对识别的信息进行相应的处理。阅读器硬件由控制模块、功率模块、天线、检波电路和信号转换电路组成。控制模块以STM32为核心,利用STM32具有死区设置的互补PWM模块对MOSFET对管进行控制来实现天线的功率输出,同时利用STM32对检波后的信号进行捕获并解码。实际应用表明,该系统具有实现简单、可靠性高等特点。     

基于TMS320LF2407的馈线终端装置设计

为了提高配电网的安全性和可靠性,根据10 kV配电自动化的发展现状,研究并设计了应用于电力系统配电自动化网中的馈线终端装置(FTU).以TI公司的TMS320LF2407为核心,介绍了FTU的主要硬件构成部分、软件流程.给出了模拟量调理电路、A/D转换接口、时钟接口等单元电路的设计实现方法.在实际中,系统能准确测量电压、电流、功率等物理量,并能迅速判断故障所在.     

基于PT1000的高精度温度测量系统

温度控制精度对精密工业产品的质量有着决定性的影响,而高精度的温度测量是温度控制的前提.设计并实现了基于三线制恒流源驱动Pt1000的高精度温度测量系统,分析了温度测量系统中恒流源、信号调理、A/D转换等功能电路的工作原理和设计依据,给出了电路结构和电路参数.实验结果表明,该温度测量系统性能稳定可靠,测量误差不大于0.01℃.     

某型雷达回波仿真器的实现方案

介绍了一种利用数字射频存储器(DRFM)和可编程逻辑器件(CPLD).实现模拟雷达接收机回波信号的方法,并将该方法应用于实际电路中.研制成功的雷达目标回波仿真器.能有效模拟雷达接收系统的中频和视频信号,大幅提高了对雷达接收系统的检测和维修能力.该设计结构简单、功能实用,实现了对雷达接收系统中频信号的模拟,提高了雷达接收系统的故障定位能力.     

一种基于RFID标签阵列的室内定位方法

针对基于天线阵列测角的射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)定位系统成本高、无法估计目标姿态的问题,提出了一种基于标签阵列的姿态检索的定位算法。首先,分析了天线方向角、标签阵列姿态角和标签阵列信号到达角之间的关系,建立了标签阵列姿态检索的定位模型;其次,对标签阵列中相位误差来源进行了分析,利用标签间的相位差对标签阵列信号进行重构,降低了读写器收发电路、标签电路及多径效应引入的相位误差对定位精度的影响;同时,分析了标签阵列中的互耦效应对相位的影响,提出了互耦效应相位校正方法,提升了标签阵列的测角精度;最后,提出了一种标签阵列姿态估计算法,使用多个天线的方向角实现对标签阵列姿态角估计和定位。实验结果表明,系统在室内环境下平均定位误差为0.2 m,标签阵列的姿态角估计平均误差为4.35°。     

基于SAW 技术的高精度频率测量仪设计与实现

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)等精度测频与自动增益控制(AGC)电路的高精度声表面波测量仪,该测量仪通过声表面波传感器采集声波并转化为电信号,通过AGC电路与施密特触发器对信号限幅、整形,将其转化为可测频率的方波,最后利用FPGA测频电路实现对频率的测量,并将结果传送至单片机显示。测试结果表明,该测量仪能测量频率100 Hz~100 kHz的信号,系统的最大测量误差为1.2%,测频范围广,精度高,稳定性好。     

数字化直流电流互感器二次激励电源研究

为了提高直流电流互感器的测量精度,研究出一种能根据采样电流大小调整激励电源输出电压的交流稳压电源系统.该系统以TMS320LF2407型DSP为核心,采用DSP技术和步进电机控制技术实现高精度直流电流互感器二次激励电源设计,采用小信号直流电流传感器及A/D转换电路解决二次激励电源的非线性补偿问题.实验结果表明:该系统输出交流电压幅度稳定度可达 0.5%,完全满足直流电流互感器实际使用要求.     

探地雷达阻性加载天线的应用研究

阻性加载技术可以有效拓展天线带宽、降低时域振铃.该文以双纽线构成平面印制天线的辐射臂, 分析阻性加载对其频域和时域特性的影响.通过数值仿真, 讨论了天线在两种阻性加载方式下阻抗带宽和时域波形的变化.设计了一款指数型微带转平行双线的巴伦, 并对巴伦和天线进行了加工及测试.测量结果表明, 天线时域波形拖尾振铃小于10%;在0.8~6 GHz频带内, 天线单元回波损耗小于-10 dB.将天线与雷达收发系统集成后, 进行地下目标探测实验.雷达探测结果成像清晰、浅层目标分辨率较高.该天线具有超宽带、低振铃、紧支撑等特点, 可满足便携式探地雷达的工程化应用需求.     

RFID系统中的天线调谐设计研究

本文论述了天线调谐在AS3992的RFID系统中的应用,并进行了相关调谐算法的研究,得出了一套有效的调谐算法.该算法根据实时所用的不同外接天线,测得天线端的反射功率,由主控51芯片对匹配电路进行动态调节,最终获得最佳的匹配参数,实现无反射传播,实现了差异化外接天线不影响RFID系统性能的目的.应用该动态调谐算法,RFID系统的稳定盘存距离能达到9m.     

交错阵列甚低频信号产生方法研究

10 kHz量级甚低频电磁波信号具有较强的地物穿透能力,可用于地质勘探。由于其天线尺寸在10 km量级,其应用场合受到限制,研究基于适当尺寸高频雷达天线的甚低频电磁波信号产生方法具有重要意义。该文提出基于高频阵列天线产生甚低频信号的概念,利用阵列天线合成产生近光速远离运动雷达多普勒信号,实现信号频率的大幅降低。给出了发射波形、交错阵列设计和阵列参数选择方法。将周期脉冲串信号作为辐射单元信号,增大合成信号脉宽。利用阵列产生的脉宽展宽量填补脉冲信号的休止期,在目标区合成时间连续的甚低频信号。采用峰值旁瓣比(PSLR)、积分旁瓣比(ISLR)、阵列发射信号与合成信号的频谱对比评价合成低频信号的性能和发射信号的能量利用率。该文仿真了百米量级阵列100 MHz辐射单元信号在目标区合成10 kHz甚低频信号的情况:9行阵列构成交错阵列、辐射单元信号脉宽设置为0.115 μs时,合成信号频谱的峰值旁瓣比和积分旁瓣比分别为–13.34 dB和–9.44 dB, 10 kHz低频信号在合成信号中的能量占比为89.79%。该文分析了辐射单元间距误差、辐射单元信号时间、相位与幅度误差以及目标偏离预定位置的影响。仿真结果表明了该文方法的有效性。      

高速脉冲峰值保持电路的设计

为满足能谱分析中多道脉冲幅度分析器A/D转换的要求,设计了一种高速脉冲峰值保持电路。以高速电压比较器LM311、采样/保持芯片LF398作为主要器件,具有幅度判别、波形采样、峰值保持、电荷泄放等功能,结构简单,易于调试。实验表明:对于高速脉冲信号,该电路可以较好地甄别峰值并保持,性能可靠,响应速度快,误差小于1%。     

用于瞬态电磁场测量的宽带脉冲天线

脉冲天线是脉冲雷达、瞬态电磁场测量等应用的关键设备之一。本文描述了用于瞬态电磁场测量的一种宽带脉冲天线的设计，给出了测量结果，测量结果表明，该天线具有高保真和宽频带特性，有有效地发射或接收毫微秒脉冲信号。实际制作的天线已成功地应用于外场瞬态电磁测试系统。     

激光雷达接收机中时刻鉴别模块的研究和设计

时刻鉴别在激光雷达接收机电路中决定着系统整体的测量精度。考虑到传统的前沿时刻鉴别法测量精度不高,而恒比定时法又存在大量的器件损耗,提出一种新的时刻鉴别法。首先采用高、低两个增益并联的电压放大器,获得两个具有不同增益的脉冲电压信号;再通过四个比较器获得两个脉冲电压信号的前后沿;最后通过几何平均算法获得回波脉冲的形心,从而确定回波到来的时刻。Matlab仿真结果表明,所提时刻鉴别法的鉴别精度优于传统的时刻鉴别法。通过Multisim对时刻鉴别模块进行仿真,结果显示电压放大器和比较器的输出波形均符合预期效果。最后把设计的时刻鉴别模块应用于接收机中进行实验,结果表明该模块可达到三维成像激光雷达接收机电路的系统精度要求,有较好的三维成像效果。     

甚低频系留气球缆绳天线设计实现与效能分析

甚低频系留气球缆绳天线是机动式车载甚低频通信系统的重要组成部分. 该缆绳在作为气球浮空平台系留缆的同时,还需兼具甚低频段电磁波的天线辐射功能. 本文针对甚低频辐射天线的电气特性及物理特性,通过对天线关键参数的计算、不同风速下的缆绳姿态及辐射方向图的设计仿真,在工程上以光电复合系留结构形式进行实现。最终结合理论分析与全系统通信试验数据对甚低频系留气球缆绳天线的辐射效能做出了综合评估,验证了该天线设计的正确性与高效性,为国内甚低频辐射天线的相关研究积累了一定的经验与数据.     

用半导体激光器实现50KV脉冲波形安全测量方法的研究

一种可确保人身和设备安全的高压脉冲波形的测量方法。它由发送电路将被测电压或电流之实时值转换成串行数字信号，再用它调制半导体激光器发出的光，其湛我穿过100mm以上变压器油和10mm厚玻璃板，送给接收电路。后者将串行数字信号转换成模拟信号，然后送给示波器，即可观察到被测高压脉冲电路电压或电流的波形。所述方法新颖实用，具有参考价值。     

多路相差比对信号到达时间高精度测量技术

描述了一种通过多路数字相移和精确时钟相差比对实现对脉冲信号到达时间高精度测量的方法,其测量精度可以随多相时钟相位比对通道数的增加而进一步提高。实际测试表明,该方法可在不增加时间测量系统实时处理速率的情况下有效提高对信号到达时间的测量精度。     

一种有载频超宽带脉冲源设计

针对无载频脉冲低频分量大、辐射效率低、频带可调性差等问题,设计了一种以阶跃恢复二极管、D触发器及超宽带调制器为主的宽频带、高重复频率、低振铃水平的有载频超宽带脉冲源。该脉冲源电路由驱动电路、高速开关电路、整形电路、超宽带调制器及振荡器电路组成。实测结果表明,脉冲源输出脉冲信号重复频率可达125 MHz,脉冲宽度600 ps（底宽）,脉冲振铃水平低于10%,峰-峰值为5.4 V,-10 dB带宽可达4.2 GHz。脉冲信号中心频率与载频相同,可在6.6~8.5 GHz之间灵活设置。利用所设计的脉冲源进行时域测量,其结果与矢量网络分析仪频域测量结果相比幅频特性均方根误差小于0.21 dB。该脉冲源可应用于超宽带时域测量、短距离高速无线通信、高精度室内定位等应用。     

一种高能脉冲天线设计分析

渐近线喇叭天线的传输模式为TEM波,因此不会产生色散,引起波形畸变,是辐射脉冲电磁波的理想天线。通过对渐近线喇叭天线组成各部分的设计与分析,介绍了一个应用于高能脉冲辐射条件下的渐近线喇叭天线的设计实例,具体描述了解决耐功率和驻波问题的方法,并进行了性能比较。测试和使用结果表明,所提方法切实可行,天线具有良好的阻抗特性和辐射特性,具有很好的实用价值。     

Isotropic transmission-line antenna and its toroid-pattern modification

The far-field strength of thelambda/4transmission-line antenna is derived as a complex vector containing amplitude, phase, and direction of theEvector. The product of this phasor-vector and its conjugate is constant and proves that the transmission-line antenna is an isotropic radiator with respect to the powerflow density of coherent electromagnetic waves. Folding of the line conductor parallel to the symmetry plane reduces the pattern to toroid shape analogous to radiation of a short dipole. While the unbalanced straight transmission-line antenna is used on rockets and vehicles, the unbalanced folded type is suitable as efficient transmit antenna at VLF, LF, or MF.