基于巨磁阻传感器的无损检测系统研究与设计

针对现代工业与安全检测中对非铁磁性工件的表面及近表面缺陷检测需要,基于涡流无损检测原理,采用灵敏度高、体积小、工作频率范围宽(0Hz到MHz)的GMR传感器,结合基于单片机STM32的直接数字频率合成(DDS)信号产生方法及锁相技术研制了一套涡流无损检测系统。实验结果表明该基于 GMR传感器的无损检测系统能够较好的检测出铝板试件表面及表面下2 mm处缺陷的存在,多道扫描结果可清晰判别出缺陷的位置和大小,该系统可以准确完成对导电材料表面及近表面的无损检测。     

适用于移动通信的宽频带微带天线

该文研究新型的宽频带微带天线,采用一种具有双层贴片结构的微带天线的形式,并用在探针顶端加电容性金属圆片来抵消探针感性的方法,增加了天线的工作带宽。制作适用于第二代和第三代移动通信的宽频带微带天线,测试结果显示天线具有良好的带宽特性,能够满足移动通信系统对天线的带宽要求。     

用于公路检测的超宽带横向电磁波喇叭天线

针对沥青路面层厚检测需求,设计了一种简单紧凑的超宽带横向电磁波(Transverse Electromagnetic,TEM)喇叭天线.相对于传统TEM喇叭天线的大尺寸设计,通过采用合理的指数渐变结构以及加载吸波材料,有效地减小了天线尺寸,极大地拓展了天线的阻抗带宽.仿真及测量结果表明:设计的TEM喇叭天线在0.83～12.8 GHz带宽内具有小于2的低电压驻波比,良好的辐射特性和较小的振铃,能够满足路用探地雷达系统要求.     

基模螺旋天线的研究

本文提出了一种计算基模螺旋天线的新方法.该方法采用螺旋线段对基模螺旋天线进行划分,只需少量分段就可用矩量法对其进行精确模拟分析.文中求出了螺旋天线上的电流分布和远场方向图,与直线段模拟计算结果吻合良好.求阻抗矩阵 Z时,利用螺旋天线的对称性和周期性,只需求出一小部分元素就可得到Z 矩阵的其它元素的值.该方法分段数少,使得计算时间和计算所需存储量大大减小,计算速度和精度显著提高.     

笼形中馈天线的设计与优化

优化设计了一种性能良好的笼形中馈宽带天线．应用电磁场数值计算软件NEC2分析天线的增益和驻波，并将天线增益作为目标函数，通过构造合适的适应度函数利用遗传算法优化了天线的结构尺寸及阻抗匹配网络。使其在100-400MH2频带内的电特性满足驻波比小于3＋0．增益基本大于0dB．制作了天线样机．理论计算结果与测量结果吻合良好．     

VHF/UHF天线宽带匹配网络的优化设计与实验研究

本文系统地研究了VHF/UHF天线宽带匹配网络的设计与制作.提出遗传算法与模拟退火法相结合的优化设计方法,解决VHF/UHF天线宽带匹配网络制作过程中元件值随频率较大变化引发的难题.最后,利用该方法研制了30~450MHz全向宽带小型化天线的宽带匹配网络.实验表明,带内VSWR＜3.0,且计算结果与测试结果十分吻合.     

便携式时域反射仪硬件系统设计

介绍了用于土壤参数测量的时域反射仪硬件系统的设计与实现方案,并研制出样机TDR-I。该样机使用DSP做主控板,利用阶跃恢复二极管(SRD)产生140ps上升沿的快沿发射脉冲,采用快慢斜波比较法获得等效采样步进精度为8.7ps的取样脉冲。经过实验数据获取验证,该系统测量效果良好。     

基于同轴谐振腔法的材料电参数测量

以岩石电参数测量为背景,根据岩石材料的电性特点,对谐振腔法测试电参数进行了比较详细的研究.利用仿真软件设计并改进了常规谐振腔的结构,设计了一种小型化和有效的测量仪器,以方便携带和使用.然后,利用微扰法和建立等效电路模型对谐振腔进行建模,推导出电参数和谐振腔参数直接的关系,再通过拟合的办法得到关系式的参数信息.对模型进行仿真测试,比较了等效电路模型和微扰法的精度,可以看出等效电路模型的测量误差小于5%.最后搭建了测试系统,对一些材料进行测试,得到了满足测试要求的结果,并分析了测量系统的不足以及改进方法.     

低成本手机平台墙体结构检测雷达系统

探地雷达能对墙体内部目标(如钢筋、水管、电线)进行检测与成像,有着良好的应用效果.针对以上需求研制了一套小型化、成本低的便携式墙体结构探地雷达系统,并开发了相应基于安卓手机平台的软件.该软件可实现与雷达之间的数据通信,能够实时接收雷达的探测回波数据,并可以人工选择合适的数据显示方案.探测结果可在手机上通过频率波数域方法进行聚焦成像处理,图像显示直观.测试结果表明,该套系统人机交互性好,操作简单,有良好的测试效果,能满足工程中的实际需求.     

一种用于浅层探冰雷达的改进型宽带小型化TSA天线

该文介绍了一种用于高分辨率浅层探冰雷达(工作于500 MHz-2 GHz)的小型化TSA天线。该天线采用共面波导到槽线的转换结构实现馈电,天线的两侧边采用波纹结构,构成波纹结构的金属细条带的长度从馈点端到辐射孔径端逐渐减小。仿真结果表明,比之传统的TSA天线,该天线的工作频带可向低频扩展,同时低频段端射向增益能够提高3 dB。测试结果表明,除550 MHz附近的一个窄频带(S11-8.2 dB)外,天线的阻抗带宽(S11-10 dB)大于10:1。此外,在500 MHz-2 GHz内测量得到的端射向增益大于3.9 dBi,测量得到的辐射方向图与仿真值有较好的一致性。