基于ARM开发平台的微波实验系统的数控化改造

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微波测量是微波技术的重要组成部分。微波测量水平的高低,更是衡量微波技术发展快慢的重要标志。传统的微波测量实验,主要是以手动操作为主。但手动测量存在许多不足,比如实验操作过程比较繁琐,实验结果易受操作者实验水平的影响,以及操作者的主观因素影响等等。对微波实验系统的数控化改造和智能化控制,可以有效的弥补传统实验设备的不足。在提高实验的精确度的同时,更可以有效的提高实验的效率。本课题通过对传统的微波测量实验系统进行数控化改造,结合嵌入式技术和虚拟仪器技术,设计了一个能够实现智能化控制的微波实验系统。本实验系统操作简单,能够快速的实现实验数据的采集和处理,并将实验结果直观的显示在系统的界面,与此同时实验者可以通过实验的图形,并对实验结果进行分析和可视化处理。   本文实验系统的设计主要包括四个部分:微波实验系统的数控化改造、硬件电路的设计、控制和显示界面的设计,以及控制系统的软件设计。微波系统的数控化改造,主要是通过步进电机对各部分微波器件进行控制。硬件电路的设计主要包括ARM控制模块,步进电机的驱动模块,I/V的转换模块。控制和显示界面采用Labview虚拟仪器技术,实现系统的有效控制以及数据的采集、分析和显示。系统软件的设计,主要是采用C语言设计相关的应用控制程序,并实现对步进电机的有效控制和实验结果的采集。   从实验测量的结果来看,本系统能够快速地完成实验数据的采集和处理,可以在测量结束时迅速计算出波导波长、驻波相位、驻波比、电长度、反射系数、阻抗、导纳等微波参数,并将结果显示在史密斯圆图中,有效的提高了实验的效率。
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