諧振腔微擾測量法的系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、微波測量技術(shù)是繼超聲波、紅外線、激光和射線之后發(fā)展起來的一種新型無損檢測技術(shù),近年來在科技、經(jīng)濟及社會生活等方面都得到了廣泛的應用。微擾法是微波在實際測量中普遍使用的一種方法,通過測量諧振頻率的變化得到被測介質(zhì)的一些參量,利用微波諧振腔作為傳感器實現(xiàn)對物質(zhì)非電量的測量。本文根據(jù)微擾測量原理、以測量葡萄糖溶液的濃度為例設計了諧振腔測量系統(tǒng)的整體方案,全面論述了系統(tǒng)的設計思想、硬件結(jié)構(gòu)、程序?qū)崿F(xiàn)和結(jié)果分析,測量系統(tǒng)以AT89C52單片機為控

2、制和處理的核心,主要由諧振腔測量模塊、諧振頻率跟蹤模塊和等精度頻率測量模塊組成。
　　本文詳細闡述了微擾法的測量原理,推導出諧振頻率的偏移量與溶液濃度的關(guān)系式,設計了用于溶液濃度測量的微波諧振腔,在電磁仿真軟件中仿真優(yōu)化了腔體的結(jié)構(gòu)尺寸和耦合結(jié)構(gòu),并對加載溶液后的諧振腔進行了數(shù)值仿真分析。分析得到了諧振腔對調(diào)頻信號的響應規(guī)律,以此為依據(jù)設計了諧振頻率的自動跟蹤模塊,并設計和分析跟蹤模塊的硬件電路,通過對解調(diào)信號的幅度和相位進行鑒別