VIDEO TRANSMISSION SYSTEM IN ITV APPLICATION

The transmission characteristics of video transmission mediums,coaxial ca ble and optical fiber,are discussed in the paper. The formulas for frequency bandwidth are given to evaluate the video transmission distance. For typical video transmission systems with BB/IM and PFM/IM tising optical fiber as the channel, expressions and calculating results for both S/N and sensitivity are given. Finally, the principle for se lecting different type of transmission systems according to transmission distances of the industrial TV is presented.

虚实结合的传输线工作状态仿真与应用实验设计

针对传统微波实验少、教学难和设备维护成本较大、实验与工程脱节等问题,以同轴电缆故障检测为应用背景,将传输线理论与工程应用结合,设计虚实结合的传输线工作状态仿真与应用实验。采取工程问题引入、虚实结合、软硬搭配的方式,从传输线工作状态分析入手,利用终端短路和开路传输线模拟存在短路或断路故障的同轴电缆,通过仿真完成故障建模分析,掌握不同工作状态下电压、电流、阻抗和反射系数特性,自主设计方案完成故障检测。实践结果表明,传输线工作状态仿真与应用实验有利于学生深化对理论的理解、明晰理论的应用和提升解决工程问题能力,较好地满足实验教学要求。

兼顾传输功率和衰减因素的同轴线半径比优化方法

针对传统的通用型同轴线产品设计、制造基础理论缺陷和目前微波采油现场利用地下石油管构建超长、功率容量大及能量损耗小的井筒同轴线工程需求,进行通用型同轴线结构优化理论和设计方法研究;突破经典的单因素优化方法约束,基于同轴线上传输功率、能量损耗与衰减系数三者之间固有的物理关系,构造兼顾最大传输功率和最小衰减系数双重因素影响的目标函数数学模型;提出同轴线半径比优化设计方法。结果表明:通用型同轴线的外、内导体半径比最优值为2.11,特性阻抗标称值为45Ω;同轴线传输特性对其导体半径比的变化很敏感,应用经典的单因素优化结果不能满足使用要求,只有兼顾最大传输功率和最小衰减系数双重因素影响才能使通用型同轴线具有通用性功能,本文的理论结果与同轴线单模传输公式相结合,构成了完整的通用型同轴线结构优化设计理论体系。

使用晶圆级键合技术制备金属微结构

使用金属材料的晶圆级键合技术可以制备半封闭结构的金属矩形微同轴线。基于柔性金属衬底的晶圆级键合技术,制备了金属矩形微同轴结构。通过选择合适的对准标记和键合工艺,实现了≤10 μm的对准误差。通过多个金属矩形微同轴线的微组装,初步展示了使用单层金属矩形微同轴线构建射频开关矩阵单元的能力。

星载Q频段发射变频放大电路的研制

为了适应卫星通信向毫米波高频段快速发展的需求,设计实现了一款星载Q频段发射变频放大电路组件。首先,给出了发射变频放大电路的原理框图,通过优化电路布局将信号变频放大电路和本振信号倍频电路高度集成在一个组件内部,实现了组件的集成化和小型化,降低了电路的研制成本。其次,对发射变频放大电路组件的宽带特性进行优化设计,通过优化微带互联线的宽带阻抗匹配网络,同时采用加载短截线的方法增大波导-同轴-微带探针的工作带宽,有效地改善了发射变频放大电路在宽带内的增益平坦度特性。最后,对金属腔体和电源电路进行优化设计,提高电路的稳定性和可靠性。完成发射变频放大电路的加工测试并给出测试结果,整机联调验证后在型号任务中推广应用。

宽带同轴径向合成器的研制

基于同轴传输线的功率合成理论和波导同轴变换,研制了一款6路径向合成器,输入端采用N型连接器,输出端采用双脊波导形式。利用高频电磁场仿真软件CST对模型进行了优化仿真,并对加工完成的径向合成器实物进行了小信号测试和大功率试验。测试结果显示,在4 GHz~8 GHz频带范围内,合成损耗小于0.36 dB,回波损耗小于-10 dB,峰值功率耐受高于5 kW。该径向合成器具有宽带、低插损、幅相一致性高、高功率耐受的特点,在宽带大功率合成领域具有广阔的工程应用价值。

基于谐振腔微波滤波器法测油水混合比

现有的微波检测油水混合溶液的精度需要得以提升,为此提出一种基于谐振腔法微波滤波的结构,其不但可以通过计算管道内充满不同溶液和空气时的S11谐振频率的比值平方,得到介质的相对介电常数,还可以观测其S21低通频点,通过拟合曲线的函数计算得到其含水率。在0%~100%的含水率区间内,得到的仿真结果是:最大误差4.6%、平均误差仅为0.8%,证明该方法测量得到的含水率误差明显较小,有较好的应用前景。

共顶点同轴圆锥形及圆盘形传输线的电参数计算公式

用安培环路定理、高斯定理推导了共顶点同轴圆锥形及圆盘形两种重要的理想传输线电参数的计算公式,给出了电场、电感、电容及阻抗的解析表达式或数值求解方法;用实例验证了推导的公式和介绍的方法;应用验证后的公式或方法对一个设计进行了估算,得到了合理的结果。

基于粒子群优化的输入整形器参数自整定算法

针对共轴传动中的扭振问题,首先对其进行结构分析,建立数学模型,同时搭建多质转动试验平台对共轴传动中的扭振现象进行研究。其次采用输入指令整形的方法对输入信号进行滤波。传统的输入指令整形器对模型有一定的依赖性、参数调节较为复杂。针对输入整形器存在的问题,提出一种基于粒子群算法的参数自整定方法。通过传函变换,实现了在线信号采集,离线优化处理,避免了在线优化容易激起系统振荡,而离线建模精确度不高的问题,优化过程无需建模、无振动、精确度高。算法在试验平台上验证,结果证明输入整形器与陷波滤波器等传统方法相比较,在大幅抑制了系统扭振的同时较小地牺牲其动态性能,实现了系统的快速无振响应。

传动系统同轴度测量方法的改进

针对现有轴-轴同轴度测量方法的缺陷,通过建立一套数学模型,得出了测量设备安装偏差量、设备测量值和传动轴旋转角度之间的关系方程,从而实现了只需在小角度范围内旋转,即可得出不含安装误差的轴-轴同轴度偏差量.另外,针对测量设备的特点提出了测量孔-孔同轴度的方法,从而实现了一套设备可以同时测量轴-轴、孔-孔同轴度.

基于圆柱凸轮的同轴变速传动机构

针对常规传动方式在径向空间较小情况下难以实现同轴旋转运动的变速功能,提出了一种基于圆柱凸轮的同轴变速传动机构。以变焦距镜头的结构为基础,结合使用两个圆柱凸轮,在主、从动凸轮上开出螺旋线槽,使从动凸轮螺旋线槽导程为主动凸轮螺旋线槽导程的n倍,从而实现速比为n的变速传动。对机构的传动效率和传动精度进行分析,得出主动凸轮螺旋线槽的螺旋升角与传动效率和传动精度的关系及相关规律。在实验室对机构的传动精度进行了测试,结果表明其速比精度在1.6%以内。此机构结构紧凑,能够自锁且精度较高。

改进的同轴传输/反射法测量复介电常数

推导了一种基于传输线理论和微波网络理论的测量电介质材料复介电常数的传输/反射法。给出了半波谐振和多值性问题的解决方法。改进的校准方法消除了试样位置和夹具长度测量误差对结果的影响。使用矢量网络分析仪和空气同轴线,在100 MHz～4 GHz频率范围内测量了聚四氟乙烯试样。计算值与参考值在整个频率范围内符合得很好,最大偏差不超过5%。实验结果表了明该文方法能够实现宽频带的电介质材料复介电常数的测量。

±800kV特高压直流GIL关键技术研究

为了提高特高压直流输电线路走廊选择的灵活性,研究可以替代部分架空输电线路的直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission line,GIL)具有重要意义。提出了在进行直流GIL绝缘子相关试验时,以带绝缘子的圆柱平板电极替代带绝缘子的同轴圆柱电极的试验方法。结合国外小尺寸电极试验结果,采用麦夸特法拟合得到了考虑表面粗糙度的同轴圆柱电极SF6气体间隙下临界击穿场强估算公式。设计了包含微粒陷阱、微粒驱赶电极和屏蔽环的直流GIL电极结构,并对此进行了电场分布的仿真,结果表明此结构具有抑制金属导电微粒运动的作用。

用传输线和时域有限差分法计算电缆X射线响应

介绍了时域传输线和时域有限差分两种计算电缆X射线瞬态响应的方法,并利用电缆芯线总电荷以及介质层的电荷分布,结合实验结果,分别给出了时域传输线模型中的电流源和时域有限差分模型中电流密度的计算方法。作为例子,在60 keV单能X射线垂直于电缆轴向辐照的条件下,采用两种方法计算了电缆两端接匹配负载时负载上的电流响应;采用传输线方法计算了不同能量X射线辐照电缆时的芯线负载电流响应。计算结果表明,两种方法计算的电缆X射线瞬态响应是一致的;电缆介质层中存在静电场;X射线能量不同时,电缆芯线负载电流存在最大值。计算中,电缆与X射线的作用采用蒙特卡罗方法计算。

射频同轴传输线的设计仿真与加工工艺

基于SU-8和BPN紫外负性感光胶,结合微电镀工艺加工制作射频同轴传输线,以实现射频器件信号的传输与耦合。首先确定在阻抗匹配情况下同轴传输线特性阻抗为50Ω的同轴传输线的具体尺寸,然后通过HFSS仿真软件对设计的结构进行模拟仿真。通过仿真结果验证设计的可行性,采用紫外光刻技术利用SU-8光刻胶做出内导体支柱,并用BPN光刻胶做出结构,对结构进行电镀。最后将BPN光刻胶剥离,即可得到射频同轴传输线。此方法制得的同轴传输线具有介质损耗小、辐射损耗小、无色散、带宽大和抗干扰强的优点,适用于高性能射频和微波电路。另外,它的制作工艺能与其他射频和微波器件及集成电路工艺兼容,便于与射频和微波电路集成。

同轴线方法测量束流耦合阻抗的有效性分析

根据同轴线方法测量阻抗的原理,用模拟方法讨论了该测量方法的有效性问题。从均匀圆波导和同轴线结构中的电磁场解析分析,说明了该方法有效性问题的起源和基本物理图像,简单回顾其他方法讨论该问题的结论,最后数值模拟分析了同轴线方法测量束流耦合阻抗的有效性,所得主要结论能够对阻抗测量平台的设计提供可靠的依据。

具有同轴结构的高功率微波弯曲波导设计

基于模式耦合理论,在理论推导出弯曲同轴波导TEM模和同轴TE11模之间耦合系数显式表达的基础上,报道了可传输同轴TE11模的弯曲同轴波导的设计方法和计算结果,并进行了实例研究。数值仿真结果表明:设计的具有同轴结构的弯曲波导,利用不同的同轴空间,在P,L,S波段中心频率0.680,1.575和3.75GHz处TE11模单模传输效率超过了99.5%,单模传输效率超过90%的工作带宽分别为0.60～0.83,1.10～2.42和3.10～4.16GHz。该结构的功率容量在各频段均达到了GW量级。

基于同轴线的传输/反射法测量射频材料的电磁参数

射频功能材料电磁参数的测量对于微波电路设计和吸波隐身材料的研究具有重要意义。本文基于传输/反射法测量原理,利用矢量网络分析仪和同轴夹具组成的测试系统对聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲醛、铁氧体及介电型吸波材料的电磁参数在10MHz4GHz频段内进行了测算。论证了Nicolson算法中的厚度谐振、多值性和相角跳变等问题,借助网络分析仪的扫频技术解决了多值性的问题,并对系统测量不确定度进行了分析。证明了厚度谐振问题对于高损耗型受试材料不会出现,因此传输/反射法尤其适于吸波材料的电磁参数测试。

一种基于同轴波导的异向传输线

该文提出了一种基于同轴波导的新型异向传输线,与现有基于微带电路的异向传输线相比,这种结构有更高的工作频率、损耗较低和更大的功率容量;与基于同轴波导和矩形波导的异向传输线相比,其结构更简单容易实现。等效电路与有限元仿真的结果均表明这种结构在特定的频段表现出明显的异向特性。

准一维同轴光子晶体传输特性研究

用SMA型同轴标准接头组成具有一维晶格结构的准光子晶体 ,通过分析其传输特性 ,对同轴光子晶体所具有的光子带隙进行研究 ,并在其中引入杂质 ,比较掺杂前后的光子带隙变化 ,探讨了掺杂位置、杂质类型和杂质数量等对光子带隙的影响。