基于虚拟仪器的微波测量线系统

摘要

微波测量线是一种经典的微波测量装置，素有微波万用表之称。虽然新的测量仪器和测量方法不断出现，但是微波测量线在新波段的开发研究工作中仍然有广泛的应用；另外，微波测量线由于具有原理清晰、易于操作等特点，对于帮助微波学习者建立微波基本概念所能发挥的作用也是其他现代实验装置无法替代的。因此测量线实验始终都是高等工科院校微波技术课程中不可或缺的一个实验环节。 但目前各高校开设的测量线实验大多采用分离设备，不仅占地大、质量重，而且实验手法也较生硬，数据处理能力也比较弱。本文结合了当下流行的虚拟仪器技术，开发出了基于虚拟仪器概念的微波测量线实验系统。首先依据经典的微波传输线的数学模型，在对微带线进行了分析和计算仿真的基础上，设计了基于微带线的测量线结构。同时设计并安装了信号源。在数据采集方面，利用光电位移传感器实现位移传感，并通过自行设计制作的检波探头、信号调理、A/D转换电路，在单片机的控制下实现了数据采集，并通过RS232传送给计算机。在数据处理分析方面，选用了NI的LabVIEW作为软件开发平台，使测量控制和数据分析处理自动化。软件分为主界面模块、数据采集模块、数据分析模块和数据仿真模块。它不仅实现了对测量线上驻波数据的实时采集和显示，自动进行各种微波参数的分析处理，还能对测量线上的驻波进行仿真，同时亦能保存测量数据；且人机界面友好，操作方便。算得上是一个具有良好实用性和扩展性的多功能信号数据测试分析通用平台。