微波課程設計報告微波圖像傳輸系統(tǒng)

1、微波技術與天線課程設計報告 專業(yè)： 電子信息工程學院 班級： 電子信息工程(1)班 姓名： 黃日志 學號： 201230085232 序號: 1 日期： 2014年12月 微波圖像傳輸系統(tǒng)一 設計目的1了解圖像調制和解調的特性2掌握圖像傳輸?shù)脑?學會進行圖像的發(fā)射和接收二 設計方案 微波圖像傳輸系統(tǒng)由發(fā)送系統(tǒng)與接收系統(tǒng)組成，兩個系統(tǒng)同時工作完成微波圖像的傳輸。 1.發(fā)送系統(tǒng)由攝像機、TV調制器、混頻器、射頻放大器、功分器、壓控振蕩器VCO及天線組成。2.接收系統(tǒng)由天線、定向耦合器、混頻器、圖像解調器和顯示器組成。 微波圖像傳輸系統(tǒng)原理圖如圖1圖1三 工作原理說明1. 工作原理從攝像機出來的圖

2、像視頻信號，通過TV調制器輸出調幅波，混頻器將調幅波信號f0與VCO信號f1進行混頻，取其和頻，得到更高的頻率信號頻率為f0+f1。由于混頻后信號功率較小，因此在它的后面需經過射頻放大器使信號功率放大。信號獲得足夠大的功率后，才能送到天線上發(fā)射出去。由另一個天線接收信號后發(fā)送到混頻器與10db定向耦合器發(fā)出來的信號進行混頻，再由圖像解調器將視頻信號解調出來，最后發(fā)送到顯示端。2. 元件介紹TV調制器 TV調制器使輸入的圖像信號對載波信號進行振幅調制，用攜有信息的低頻信號去控制載波的幅度，使載波的幅度按照圖像視頻信號的規(guī)律變化。TV調制器輸出調幅波。 混頻器 是將信號頻率由一個量值變換為另一個量

3、值的過程。也叫變頻器。混頻器通常由非線性元件和選頻回路構成。發(fā)射端的混頻器是將已調信號（頻率為f0）與VCO信號（頻率為f1）進行混頻，取其和頻，得到更高頻率的信號（頻率為f0+f1），信號經混頻后，只有頻譜的搬移，不出現(xiàn)新的并落在有用的頻譜內的分量。壓控振蕩器VCO 指輸出頻率與輸入控制電壓有對應關系的振蕩電路(VCO)，頻率是輸入信號電壓的函數(shù)。在振蕩電路中采用壓控元件作為頻率控制器件，它的中心頻率是在沒有外加控制電壓時固有的頻率，在一定范圍內頻率變化與控制電壓成線性關系。直流電源為VCO提供兩路電壓，其中一路作為VCO的偏置電壓，電壓值為12VDC，另外一路作為VCO的調諧電壓，電壓值為

4、012VDC。功率分配器 功率分配器將VCO信號輸出功率分配為兩路，一路供給發(fā)射端，與TV調制器輸出的調制信號進行混頻。另一路經過10dB定向耦合器，傳輸?shù)叫盘柦邮障到y(tǒng)部分，與天線接收的信號進行混頻。射頻放大器由于混頻后信號功率較小，因此在它的后面需經過射頻放大器使信號功率放大。信號獲得足夠大的功率后，才能饋送到天線上輻射出去。天線天線是無線微波圖像傳輸系統(tǒng)的重要組成部分，天線（antenna)是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。定向耦合器 是一種通用的微波/毫米波部件，是一種有方向性的無源微波功率分配器件?？捎糜谛盘柕?/p>

5、隔離、分離和混合，如功率的監(jiān)測、源輸出功率穩(wěn)幅、信號源隔離、傳輸和反射的掃頻測試等。主要技術指標有方向性、駐波比、耦合度。 四 系統(tǒng)搭建與結果分析系統(tǒng)搭建如圖2圖2結果分析 在顯示端開始沒有顯示圖像或圖像不清晰，要先關掉電源，重新檢查系統(tǒng)各元器件是否連接正確，再要慢慢的調試電壓源的電壓值，直到顯示端清晰完整的顯示圖像。五 本設計改進建議1. 簡化系統(tǒng);因為系統(tǒng)搭建有點繁雜，導致圖像在傳輸時受到很大的干擾或抑制；2. 攝像機像素太小，導致在顯示端顯示的圖像不夠清晰，建議用大一點的像素的攝像機；3. 兩個天線之間的接收距離不能太遠，要提高天線的發(fā)送與接收能力等。六 總結（感想和心得等）本次的課程設

6、計，我和同學共同完成了這次微波圖像傳輸系統(tǒng)的設計。在實驗前我們就參考了課本和指導書，但在剛開始的時候，我們都很迷茫，知道要做什么，但卻不知道該從何動手，不過后來經過深入的研究和了解，最終我們還是完成了這次微波圖像傳輸系統(tǒng)的設計。 通過本次課程設計的學習，我加深了對微波技術與天線理論知識的理解，提高了手動能力和團隊合作能力。在微波圖像傳輸?shù)脑O計中，我了解到微波圖像傳輸?shù)墓ぷ髟?，也更加深刻理解了微波接收與發(fā)送的工作原理。在課程設計過程中雖然也遇到了不少問題，但在同學和老師的幫助下，最終還是成功的完成了。 總的來說，這次設計讓我受益匪淺。在以后的學習工作中，我會不斷加強動手能力和理解能力，對未來在

7、微波技術方面的發(fā)展打下基礎。匹配網絡的設計1、 設計目的RF電路中，常常遇到不同傳輸線間的連接、不同元器件間的連接和天線與饋線間的連接等問題。如果直接連接，由于阻抗不匹配，必然會產生反射。因此，需要在連接點間插入匹配網絡，實現(xiàn)阻抗匹配，保證功率無反射地傳輸。另外，為了使信號源輸出功率最大，也希望外電路的輸入阻抗與源阻抗實現(xiàn)共軛匹配，因此，在外電路與信號源之間通常也需要匹配網絡。2、 阻抗匹配的好處1. 使傳輸功率無反射地傳送給負載2. 實現(xiàn)源最大功率輸出3.改善系統(tǒng)的信噪比4.減少振幅和相位誤差3、 設計方案 1.常用的匹配網絡形式有 （1）L型匹配網絡（集總元件網絡） （2）支節(jié)匹配器（單支

8、節(jié)、雙支節(jié)匹配） （3）1/4波長阻抗變換器（單節(jié)和多節(jié)） （4）寬帶阻抗變換器（漸變線） 2.設計匹配網絡時有兩種方法可供選擇： （1）解析方法 （2）利用Smith圓圖 前者可以得到精確的結果，并適合于計算機輔助設計。后者無須復雜計算，更加直觀，便于對匹配過程的理解。 本次設計使用方案(2).4、 史密斯圖圓法介紹 1.Smith圓圖法的優(yōu)點：通過觀察阻抗在Smith圓圖上的變化軌跡，我們能夠體會到每個電路元件對實現(xiàn)特定匹配狀態(tài)的貢獻。而且元件類型和元件參數(shù)方面的任何錯誤都能立即在Smith 圓圖上反映出來，從而使設計工程師能夠直接進行調整。 2.Smith圓圖法的要點： 電抗元件與阻抗串聯(lián)將導致Smith圓圖上的相應阻抗點沿等電阻圓移動。并聯(lián)將導致Smith圓圖上的相應導納點沿等電導圓移動。 Smith圓圖