何昌委[1]2003年在《弹道靶尾迹微波扫频干涉仪诊断系统设计》文中研究指明“扫频式微波干涉仪系统”是某重大技改项目中的技术改造项目。具体要求是将所研制的扫频式微波干涉仪应用于某气动物理靶中对等离子体尾迹进行电子密度的测量。扫频式微波干涉仪系统应具有操作简单，测量方便、准确与可靠的特点。气动物理靶中的超高速飞行物的尾迹与一般的等离子体有共性又有不同点，所以在第一章绪论里主要讲述等离子体诊断，特别是气动物理靶尾迹的诊断的重要意义。介绍了常用方法，并对闭式谐振腔和开放式谐振腔诊断系统的基本思路和原理作了介绍。综述了国内外动态，以及归纳了本文的主要工作。 第二章介绍了在无磁场条件下，微波在等离子体中传播的特性以及弹道靶等离子体尾迹的特点。较详细地介绍了微波在等离子体中传输、反射、折射和截止的理论和条件，并说明了等离子体微波测量的理论基础。 第叁章介绍了微波干涉仪的常用类型、特点及原理，包括外差式干涉仪、反射式干涉仪和扫频式干涉仪，并对各种方案作了简单的比较。本章简明地介绍了干涉仪的设计思路及要注意的问题。 第四章详细地设计了气动物理靶尾迹扫频式微波干涉仪诊断系统，提出了的设计思想，并说明了这类干涉仪要注意的问题。本章还讨论了扫频式微波干涉仪诊断系统的误差处理方法及原理。第五章用ADS软件仿真了扫频式微波干涉仪的高频部分的原理、性能及有关器件的要求。第六章介绍了扫频式微波干涉仪的高频部分的布线图思路及原理。第七章详细讨论了扫频式微波干涉仪中的核心关键器件之一的点聚焦透镜天线设计原理、方法及整个设计过程和检测方法。采用两面不同的双曲面构成透镜，并采用喇叭透镜一体化的技术。通过实验数据，验证了设计方法和结论的可靠性。第八章简略地介绍了部分数据处理和定标的理论基础和软件设计思路。本文所研制的气动物理靶尾迹扫频式微波干涉仪诊断系统是一种高性能的等离子体密度诊断系统，操作简单，测量方便、准确，其成果的潜在社会效应十分明显，对干涉仪技术的发展也有一定的作用。
王国庆[2]2005年在《弹道靶尾迹微波扫频干涉仪诊断系统仿真》文中认为“扫频式微波干涉仪系统”是某重大技改项目中的技术改造项目。具体要求是将所研制的扫频式微波干涉仪应用于某气动物理靶中对等离子体尾迹进行电子密度的测量。扫频式微波干涉仪系统应具有操作简单,测量方便、准确与可靠的特点。气动物理靶中的超高速飞行物的尾迹与一般的等离子体有共性又有不同点,所以在第一章绪论里主要讲述等离子体诊断,特别是气动物理靶尾迹的诊断的重要意义。介绍了常用方法,并对闭式谐振腔和开放式谐振腔诊断系统的基本思路和原理作了介绍。综述了国内外动态,以及归纳了本文的主要工作。第二章介绍了在无磁场条件下,微波在等离子体中传播的特性以及弹道靶等离子体尾迹的特点。较详细地介绍了微波在等离子体中传输、反射、折射和截止的理论和条件,并说明了等离子体微波测量的理论基础。第叁章介绍了微波干涉仪的常用类型、特点及原理,包括外差式干涉仪、反射式干涉仪和扫频式干涉仪,并对各种方案作了简单的比较。本章简明地介绍了干涉仪的设计思路及要注意的问题。第四章详细地设计了气动物理靶尾迹扫频式微波干涉仪诊断系统,应用△f·τ=1的设计思想,并说明了这类干涉仪要注意的问题。 第五章详细地阐述了利用MATLAB 仿真技术进行系统仿真及相关的理论,并提出了微波干涉仪系统的仿真方法。 第六章详细地阐述了微波干涉仪系统中的Simulink 仿真技巧,同时,阐述了如何实现对仿真结果的分析等相关知识。第七章、第八章、第九章、第十章较详细地阐述了扫频干涉仪f1(t) 的幅度随△f ·ㄈ变化而变化的仿真、扫频干涉仪射频系统原理仿真、扫频干涉仪系统电子密度仿真、弹道靶等离子体离子化尾迹仿真的建模、参数设置,仿真结果分析等。通过仿真得出相关数据,验证原理的可行性,参数对系统性能的影响。 本文仿真的对象是气动物理靶尾迹扫频式微波干涉仪诊断系统,它是一种高性能的等离子体密度诊断系统,根据文献检索证实,本文是首次进行干涉仪系统的仿真,通过对该系统的实际仿真,证实该系统的设计原理正确,同时也证实了仿真的思路、方法及结果是正确的。
安士全[3]2005年在《微波扫频干涉仪系统及实验室测试》文中研究表明超高速飞行物在再入大气时会产生等离子体尾迹,它与一般的等离子体有共性也有不同。弹道靶是研究超高速飞行物的理想模型,其尾迹中等离子体密度的测量对国防和通信等研究都具有重要意义。本文针对某气动物理靶的特点,进行了扫频式微波干涉仪的系统设计的理论分析和工程实现。对系统中的点聚焦透镜天线和VCO 等关键部件进行了特性测量,针对点聚焦天线的特点,我们提出了一种全新的测量方法--红外热像仪法,所测得的焦距和焦斑与理论结果吻合较好。本文还详细讨论了非理想锯齿波和VCO 的非线性对系统的影响,并由此提出了将锯齿波扫频改为叁角波扫频,同时采用用数字鉴相代替原来的硬件鉴相。对改进后的系统进行了联机调试,并对静态和动态情况下的中频信号进行处理和分析,在实验室条件下完成了一个开关型移相器的相位测量,其值与矢网测得的结果相吻合。本文所讨论的气动物理靶尾迹扫频式微波干涉仪诊断系统是一种高性能的等离子体密度诊断系统,操作简单,测量方便、准确,其成果的社会效应十分明显,对干涉仪技术的发展也有促进作用。
李继文[4]2006年在《微波干涉仪测量系统的信号处理研究》文中研究指明将微波干涉仪系统用于测量弹道靶尾迹的电子密度,这对航天、国防等事业发展都有着重要的意义。本文简要的介绍了微波干涉仪的工作原理及其设计,主要完成了系统中的信号处理研究,这是系统结果的输出部分,在系统中处于关键与核心地位。本系统整个信号处理过程都是在计算机上用软件完成,这也是与传统干涉仪信号处理的最大不同,软件主要有数据采集和信号处理两大功能。我们用凌华(ADLINK)生产的PCI-9820数据采集卡进行电压信号采集,该卡具有14位分辨率,60M/s的高采样率。用图形化编程语言LabVIEW和C++语言两种方式编写的采集程序都满足了系统要求,实现了多种量程、多种触发方式以及多触发边沿的选择,采集卡自校,数据显示与存取等功能。并简要讨论两种方式各自的特点。用过零测相法实现了相位计算。首先用简单的数值方法较准确的计算出零点时刻;进而根据叁角波扫频时正程和逆程相位变化符号相反的特性,巧妙的完成了相位计算,该方法具有计算简单、实现方便、准确度高等特点。由计算出的相位并根据弹道靶尾迹的一些常用模型(包括圆球体、钝锥体等)公式,把相位转化为尾迹的电子密度。并最终得到了系统所要求的电子密度随时间t或随位置X/D的变化曲线。本信号处理软件计算准确、性能稳定、操作方便,用户给予了好评。
毛军见[5]2014年在《扫频式微波干涉仪系统的研究》文中指出高速飞行体在再入大气时,会产生一条高温非均匀的等离子体尾迹。这些尾迹会带来很多问题,例如能够干扰再入飞行体和地面接收站的无线通讯,甚至严重时可导致信号得中断,出现“黑障”问题;也会影响对超高速飞行体的目标的识别。研究其特性,能够提高对超高速飞行体的目标的识别,为超高速飞行体的突防提供支持。弹道靶装置就是用来模拟飞行体再入的情况,扫频式微波干涉仪系统可以用来测量弹道靶尾迹等离子体电子密度。本文研究了扫频式微波干涉仪技术,通过获取有等离子体通过时引起的相位信息来得到等离子体的电子密度。首先,分析了非磁化等离子体在电磁波中传播的基本特性,得到随频率变化的幅度和相位的变化规律,为设计系统打下理论基础。其次,本文采用扫频式微波干涉仪测量等离子体电子密度,对其的工作原理做了详细的分析,从理论上推导出扫频式微波干涉仪扫频带宽与时间延时(参考支路与测试支路路程差引起的)的关系,据此得到相位的算法,并采用过零鉴相法提取相位。再次,对系统中重要参数如信号源频率、中频带宽、天线形式等作了分析。另外考虑到系统所要求的幅度信息,添加了反射支路,得到一个既能测相位又能测幅度的扫频式微波干涉仪系统。最后,对系统中混频器和检波器等关键器件进行了分析研究及标定,并进行了动态时间响应测试和静态的相位误差精度、静态相位、幅度信息等测试。本文完成了扫频式微波干涉仪的系统的研究,并对系统测量误差进行了分析,验证了系统的可行性。
朱佩涛[6]2006年在《多波束聚焦透镜天线》文中研究说明本文的主要工作是针对弹道靶尾迹微波干涉仪里的点聚焦单波束捕捉目标的有效性能不足,而考虑设计一个具有点聚焦特点的多波束聚焦透镜天线,以增大捕捉范围和提高中靶率。多波束聚焦透镜天线是扫频式干涉仪诊断技术的重要部件,它们的性能直接关系到干涉仪系统指标的优劣,因此对多波束聚焦透镜天线的设计和测量也很关键。聚焦透镜天线的关键指标是焦面上分辨率大小和焦斑位置。单波束点聚焦透镜天线是多波束聚焦透镜天线的基础和关键,只有充分精确地分析了单波束点聚焦透镜天线分辨率大小和焦斑位置,以及单个波束的偏移产生的相应影响,才能设计多波束聚焦透镜天线。本文作者提供了喇叭天线的设计程序,并用它设计了单波束点聚焦透镜天线中的喇叭天线。然后在对单波束点聚焦透镜天线进行设计、仿真和试验的基础上,进行准确的分析,以作为多波束天线设计的理论基础。在此基础上,设计了多波束点聚焦透镜天线,并对设计的多波束聚焦透镜天线进行仿真和试验。本文采用几何光学法、高斯波束和矢量衍射积分法分析了焦面上的分辨率;用射线追迹对馈源放在不同位置时,对焦斑位置的影响进行了分析;多个馈源之间的位置变化对分辨率的影响进行了仿真,并在试验中得到了满意的结果;分析了多波束天线的不同阵列对分辨率的影响;讨论了馈源尺寸变化对分辨率的影响;对多波束天线的馈电网络、馈源间的耦合关系进行分析和实验验证;分析了透镜天线的溢出效率和边缘电平。通过单波束和多波束聚焦透镜天线的试验,验证了所设计的单波束和多波束聚焦透镜天线达到了预期要求,为今后的工程设计打下了良好的基础。
马平, 何昌委, 柳森, 刘述章, 石安华[7]2007年在《一种新颖的叁角波扫频式微波干涉仪及信号处理方法研究》文中研究说明分析了一种叁角波扫频式微波干涉仪的工作原理,并依据其原理设计了一种8mm微波干涉仪系统来测量等离子体电子密度。讨论了这种微波干涉仪系统的信号处理依据及其实现方法,并分析了其相位测量理论误差。为了验证该微波干涉仪的测量结果可靠性,采用与矢量网络分析仪测量开关移相器的测试结果比较、对日光灯的脉动等离子体测试结果与国外数据比对等不同的方法,证明了叁角波扫频式微波干涉仪系统设计思想正确、测量数据可靠、测量精度高。
姚永亮[8]2015年在《等离子体浓度实时诊断技术研究》文中研究指明科学技术的快速发展,让人们对等离子体越来越熟悉。由于等离子体具有电子浓度高,电离度高,无电极污染,并且能够工作在很宽的气压范围等优点,近年来,等离子体技术已经在化学气相沉积,等离子体隐身,等离子体表面处理等领域得到了前所未有的发展。在特定的应用领域中,对等离子体的参数要求是不同的,为了能够准确地应用等离子技术,必须准确掌握等离子体电子浓度,离子浓度,能量分布,频率特性等参数特性。等离子体诊断就是在特定的环境中,应用特定的诊断方法测量出目标等离子体的特性参数。目前,全世界用于诊断等离子的方法主要分为非接触式诊断和接触式诊断,其中非接触式诊断适用于高温等离子体诊断,而接触式诊断适用于低温等离子体诊断。本课题中的等离子体源为氙灯装置,由于氙灯点亮后,灯管温度很高,等离子体为两极之间产生的高温电弧,电弧温度可达5000K左右。因此,本课题采用非接触式测量,综合比较各种等离子体诊断方法,最终确定准光腔测量法对等离子体进行诊断。准光腔是一种品质因数极高的测试装置,且具有便于加工,稳定性好,成本低等优点,被广泛应用于微波及毫米波测试领域。本课题旨在设计一套高精度的准光腔等离子体诊断系统,并且应用于8mm和3mm两个频段的等离子体诊断研究。本文首先对等离子体基础进行学习,研究了等离子体的不同参数的物理意义,推导了不同参数之间的关系。其次分析了准光腔腔内的场分布及能量分布与准光腔结构尺寸的关系,按照项目要求研制了8mm和3mm共用的准光学谐振腔,设计了准光腔耦合装置和氙灯移动平台。然后对准光腔等离子体浓度诊断原理进行了研究,建立了纵向部分填充等离子体的诊断物理模型,编写了测试软件。此外,本文对氙灯放电等离子体产生原理进行了研究,并且对氙灯等离子体电子浓度进行了理论估算。最后,搭建了准光腔诊断系统,并且进行了8mm和3mm两个频段的等离子体诊断。实验显示准光腔在这两个频段都能稳定谐振,并且诊断结果与理论值很接近。文章末尾对诊断系统进行误差分析,指出了该准光腔的优缺点,及有待改善的地方。
参考文献：
[1]. 弹道靶尾迹微波扫频干涉仪诊断系统设计[D]. 何昌委. 电子科技大学. 2003
[2]. 弹道靶尾迹微波扫频干涉仪诊断系统仿真[D]. 王国庆. 电子科技大学. 2005
[3]. 微波扫频干涉仪系统及实验室测试[D]. 安士全. 电子科技大学. 2005
[4]. 微波干涉仪测量系统的信号处理研究[D]. 李继文. 电子科技大学. 2006
[5]. 扫频式微波干涉仪系统的研究[D]. 毛军见. 电子科技大学. 2014
[6]. 多波束聚焦透镜天线[D]. 朱佩涛. 电子科技大学. 2006
[7]. 一种新颖的叁角波扫频式微波干涉仪及信号处理方法研究[J]. 马平, 何昌委, 柳森, 刘述章, 石安华. 微波学报. 2007
[8]. 等离子体浓度实时诊断技术研究[D]. 姚永亮. 电子科技大学. 2015
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