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毕业设计 带电缆防水型二路功分器的设计.doc

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毕业设计 带电缆防水型二路功分器的设计.doc

毕业设计(论文)带电缆防水型二路功分器的设计系别电子工程系专业名称通信工程学生姓名学号指导教师姓名、职称完成日期2007年05月25I带电缆防水型二路功分器的设计摘要随着现代电子和通信技术的飞跃发展,信息交流越发频繁,各种各样电子电汽设备以大大影响到各个领域企业及家庭。无论哪个频段工作的电子设备,都需要各种功能的元器年,既有如电容、电感、电阻、功分器等无源器件,以实现信号匹配、分配、滤波等;又有有源器件共同作用。微波系统不例外地有各种无源、有源器件,它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换。现代无源器件中,微带功分器从质量及重量日显重要。第一部分作为绪论,介绍了无源器件的情况及应用;第二部分介绍了微波的情况;第三部分全文研究的主要内容,介绍了微带线及其原理;第四部分屏蔽外界干扰信号的影响;第五部分衡量功分器性能的参数;第六部分作为全文的焦点,介绍了功分器工作原理及计算公式;第七部分设计部分;第八部分误差分析。关键词VSWR驻波比;插入损耗;隔离度IITHEDESIGNOFSPLITTERWITHWATERPROOFCABLEINPOWERABSTRACTNOWADAYS,WITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFMODERNELECTRONICANDCORRESPONDENCETECHNOLOGY,THECOMMUNICATIONOFINFORMATIONBECOMESMOREANDMOREFREQUENTLYANDVARIOUSELECTRONICANDELECTRICALEQUIPMENTSHASHADGREATEFFECTONALLDOMAINS,ENTERPRISESANDFAMILIESTHEELECTRONICEQUIPMENTS,NOMATTERWORKWITHWHICHFREQUENCYANDBANDWIDTH,ALLNEEDELECTRONICCOMPONENTSWITHDIFFERENTFUNCTIONSTHESECOMPONENTS,NOTONLYINCLUDETHEONESWITHOUTSOURCESPAREPARTSUCHASCAPACITANCES,INDUCTANCES,RESISTANCESANDTHEPOWERSPLITTERTOMAKETHESIGNALMATCHED,DISTRIBUTEDANDFILTEREDTHEWAVES,BUTALSOINCLUDETHEONESWITHSOURCESPAREPARTTOWORKTOGETHERWITHOUTEXCEPTION,THEMICROWAVESYSTEMALSOHASELECTRONICCOMPONENTSWITHANDWITHOUTSOURCESPAREPART,WHOSEFUNCTIONISTOMAKENECESSARYDISPOSALANDTRANSFORMTOTHEMICROWAVESIGNALESPECIALLYAMONGTHEMODERNELECTRONICCOMPONENTSWITHOUTSOURCESPAREPART,THEPOWERSPLITTEROFTINYBANDWIDTHBECOMEMOREANDMOREIMPORTANTONBOTHQUALITYANDWEIGHTTHEFIRSTPART,THEEXORDIUMHASINTRODUCEDTHECIRCUMSTANCEANDAPPLICATIONOFELECTRONICCOMPONENTSWITHOUTSOURCESPAREPARTTHENEXTPARTHASTOLDTHEINSTANCEOFTHEMICROWAVETHETHIRDPART,ASTHEMAINCONTENT,WHATTHEDISQUISITIONSTUDIESHASINTRODUCEDTHETINYBANDWIDTHLINEANDITSTHEORYTHEFOURTHPARTHASINTRODUCEDHOWTOSCREENOUTTHEINFLUENCEOFTHEINTERFEREFERINGSIGNALTHEFIFTHPARTHASINTRODUCEDPARAMETERSTOSCALETHEFUNCTIONOFTHEPOWERSPLITTERTHESIXTHPART,ASTHEFOCUSOFTHEWHOLEDISQUISITION,HASINTRODUCEDTHEWORKINGTHEORYOFTHEPOWERSPILTERANDTHECALCULATEEXPRESSIONSTHESEVERNTHPARTHASINTRODUCEDTHEALLOFTHEDESIGNANDTHELASTPARTHASTOLDTHEERRORANALYSISKEYWORDSVSWR;INSERTIONLOSS;ISOLATIONIII目录摘要IABSTRACTII1.绪论111当今形势的分析112研究的内容及意义12微波的一般常识221常用微波频段222微波波长的的特点223麦克斯韦的发现224射频/微波的优缺点225射频/微波铁三角关系33微带线的基本设计431微带线的简单介绍432微带线的分类433微带线的结构434微带线基本设计参数535导线的损耗636似静电场737带线设计公式838带线实际设计94金属屏蔽盖的设计1141屏蔽的原因1142屏蔽的结构及原理1143屏蔽及衰减1244电磁泄漏及抑制125功分器性能参数概念介绍1451驻波比1452频率范围1453承受功率1454插入损耗1455隔离度1556平衡1557S参数1558防水等级166功分器原理及有关参数求解公式1761功分器原理1762分析求解重要参数18IV63R值的求解及等效图电路1864双臂的设计及逆应用217具体设计的确定和误差分析2271设计的参数指标2272设计的准备与仿真2373微带线的设计2474隔离电阻的设计2675屏蔽盖板和电缆的设计2676防水电缆的设计268测试结果及误差分析3081测试出结果图形3082误差分析31821人为误差31822仪器误差32823外界误差32结论33参考文献34致谢3511绪论11当今形势的分析现代电子工业的技术进步,单位面积上的电路功能越来越多,产品尺寸越来越小,成本越来越低,而可靠性却不断提高。这些因素促使电子行业做出更大努力,充分利用这些技术进步开拓更多的领域。为此,微波和射频技术也随着蔓延到各个方面。在商业等领域,其现代应用包括峰窝电话、个人通信系统、无线局域数据网、分全球定位系统(GPS)、广播和电视直播卫星、微波环境遥感系统等。特别是防卫系统大量依靠微波技术无源和有源测向、通信以及武器操控系统。这样业务的发展意味预见的将来在微波工程方面不存在缺乏挑战性的课题。作为无源器件的各类功发器也随即发明应用1。12研究的内容及意义本文主要是研究无源器件中小灵通防水二路功分器的设计,从各个内容透析各部分的设计,重点讲述了关键技术微带线、功分器的工作原理、实际防水功分器的整个设计过程,并提及主要误差的来源及处理方法。内容由外到内,逐渐贴切主题。无论国防、现代移动通信或是汽车,家电行业,功率分配与合成是在所难免的,各种天线设计或是有源电路板,往往必须通过无源器件功分器的辅助才能发挥其原有功能及作用。主要应用于微波传输与接收的过程。微带功分器体积小巧、重量轻、宽频带的优点更使许多人所推崇。应用中多种情况下都要求产品密封防水防尘。防水功分器作为客户需求的一种产品,可应用于水下器件连接,埋藏地下,或是应用于户外外接电缆防湿防尘仪器之间的连接等。这样无论我们在何种环境,都能充分分配资源及资源的合成,使之应用范围更为广泛。22微波的一般常识21常用微波频段微波是电磁波介于超短波与红外线之间的波段。它属于无线电波中波长最短的波段,其频率范围从300MHZ至3000GHZ通常又将微波波段划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个分波段,在通信和雷达工程上还使用打丁字母表示微波更细的分波段。对于微波频率的无线电波,其波长远大于电系统的实际尺寸,可用集总参数电路的理论分析,即为电路的分析法;频率高于微波波段的光波、X射线、射线等,其波长远小于电系统的实际尺寸,因此可用光学理论进行分析,而微波则由于其波长与电系统的实际尺寸相当,不能用普通电子学中电路的方法研究或光的方法研究,而必须采用场的观点研究即麦克斯韦方程组出发,结合边界条件来研究系统内部结构,这就是场分析法。22微波波长的的特点正是由于微波波长的特殊性,所以有以下特点①似光性;②穿透性;③宽频带特性;④热效应特性;⑤散射特性;⑥抗低频干扰特性;⑦视距传播特性;⑧分布参数的不确定性;⑨电磁兼容与电磁环境污染。23麦克斯韦的发现麦克斯韦发现,光的本质上具有电磁特性,随后建立了静电场和静磁场的数学理论,之后又对该理论进行了扩展,包括法拉第电磁感应定律。经典麦克斯韦方程的精髓是从理论上预测了电磁波的存在,导致了频率范围从0HZ到射线频率的电磁波谱概念。电磁波是一种时变波,这个场包括电场分量和磁场分量,可从波源向外传递能量。麦克斯韦四大定律可以定性描述如下第一定律(E),自然电荷是单极性的,即依据极性确定规则,或是正电荷,或者是负电荷;第二定律(H),传导电流的导体产生磁场,与电荷不同,磁场具有偶极性,通常用闭合环路表示;第三定律,变化的电场产生变化的磁场;第四定律,放加给系统一个变化的磁场将引起系统内产生一个阻碍磁场变化的变化电场。第四定律揭示了电场和磁场之间的关系。同时,麦克斯韦定律直接会影响到基片和导体的设计。224射频/微波的优缺点由上述可归纳出有以下优点①频带宽。可传输信息量大。②分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更清晰,反应更灵敏。③尺寸小,电路元件体积

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