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1、微波技术与天线课程设计报告 专业： 电子信息工程学院 班级： 电子信息工程(1)班 姓名： 学号： 序号: 1 日期： 2014年12月 微波图像传输系统一 设计目的1了解图像调制和解调的特性2掌握图像传输的原理3学会进行图像的发射和接收二 设计方案 微波图像传输系统由发送系统与接收系统组成，两个系统同时工作完成微波图像的传输。 1.发送系统由摄像机、TV调制器、混频器、射频放大器、功分器、压控振荡器VCO及天线组成。2.接收系统由天线、定向耦合器、混频器、图像解调器和显示器组成。 微波图像传输系统原理图如图1图1三 工作原理说明1. 工作原理从摄像机出来的图像视频信号，通过TV调制器输出调幅
2、波，混频器将调幅波信号f0与VCO信号f1进行混频，取其和频，得到更高的频率信号频率为f0+f1。由于混频后信号功率较小，因此在它的后面需经过射频放大器使信号功率放大。信号获得足够大的功率后，才能送到天线上发射出去。由另一个天线接收信号后发送到混频器与10db定向耦合器发出来的信号进行混频，再由图像解调器将视频信号解调出来，最后发送到显示端。2. 元件介绍TV调制器 TV调制器使输入的图像信号对载波信号进行振幅调制，用携有信息的低频信号去控制载波的幅度，使载波的幅度按照图像视频信号的规律变化。TV调制器输出调幅波。 混频器 是将信号频率由一个量值变换为另一个量值的过程。也叫变频器。混频器通常由
3、非线性元件和选频回路构成。发射端的混频器是将已调信号（频率为f0）与VCO信号（频率为f1）进行混频，取其和频，得到更高频率的信号（频率为f0+f1），信号经混频后，只有频谱的搬移，不出现新的并落在有用的频谱内的分量。压控振荡器VCO 指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路(VCO)，频率是输入信号电压的函数。在振荡电路中采用压控元件作为频率控制器件，它的中心频率是在没有外加控制电压时固有的频率，在一定范围内频率变化与控制电压成线性关系。直流电源为VCO提供两路电压，其中一路作为VCO的偏置电压，电压值为12VDC，另外一路作为VCO的调谐电压，电压值为012VDC。功率分配器 功率分配
4、器将VCO信号输出功率分配为两路，一路供给发射端，与TV调制器输出的调制信号进行混频。另一路经过10dB定向耦合器，传输到信号接收系统部分，与天线接收的信号进行混频。射频放大器由于混频后信号功率较小，因此在它的后面需经过射频放大器使信号功率放大。信号获得足够大的功率后，才能馈送到天线上辐射出去。天线天线是无线微波图像传输系统的重要组成部分，天线（antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。定向耦合器 是一种通用的微波/毫米波部件，是一种有方向性的无源微波功率分配器件。可用于信号的隔离、分离和混合，如功率的监测、源
5、输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。主要技术指标有方向性、驻波比、耦合度。 四 系统搭建与结果分析系统搭建如图2图2结果分析 在显示端开始没有显示图像或图像不清晰，要先关掉电源，重新检查系统各元器件是否连接正确，再要慢慢的调试电压源的电压值，直到显示端清晰完整的显示图像。五 本设计改进建议1. 简化系统;因为系统搭建有点繁杂，导致图像在传输时受到很大的干扰或抑制；2. 摄像机像素太小，导致在显示端显示的图像不够清晰，建议用大一点的像素的摄像机；3. 两个天线之间的接收距离不能太远，要提高天线的发送与接收能力等。六 总结（感想和心得等）本次的课程设计，我和同学共同完成了这次微波图像
6、传输系统的设计。在实验前我们就参考了课本和指导书，但在刚开始的时候，我们都很迷茫，知道要做什么，但却不知道该从何动手，不过后来经过深入的研究和了解，最终我们还是完成了这次微波图像传输系统的设计。 通过本次课程设计的学习，我加深了对微波技术与天线理论知识的理解，提高了手动能力和团队合作能力。在微波图像传输的设计中，我了解到微波图像传输的工作原理，也更加深刻理解了微波接收与发送的工作原理。在课程设计过程中虽然也遇到了不少问题，但在同学和老师的帮助下，最终还是成功的完成了。 总的来说，这次设计让我受益匪浅。在以后的学习工作中，我会不断加强动手能力和理解能力，对未来在微波技术方面的发展打下基础。匹配网
7、络的设计一、 设计目的RF电路中，常常遇到不同传输线间的连接、不同元器件间的连接和天线与馈线间的连接等问题。如果直接连接，由于阻抗不匹配，必然会产生反射。因此，需要在连接点间插入匹配网络，实现阻抗匹配，保证功率无反射地传输。另外，为了使信号源输出功率最大，也希望外电路的输入阻抗与源阻抗实现共轭匹配，因此，在外电路与信号源之间通常也需要匹配网络。二、 阻抗匹配的好处1. 使传输功率无反射地传送给负载2. 实现源最大功率输出3.改善系统的信噪比4.减少振幅和相位误差三、 设计方案 1.常用的匹配网络形式有 （1）L型匹配网络（集总元件网络） （2）支节匹配器（单支节、双支节匹配） （3）1/4波长
8、阻抗变换器（单节和多节） （4）宽带阻抗变换器（渐变线） 2.设计匹配网络时有两种方法可供选择： （1）解析方法 （2）利用Smith圆图 前者可以得到精确的结果，并适合于计算机辅助设计。后者无须复杂计算，更加直观，便于对匹配过程的理解。 本次设计使用方案(2).四、 史密斯图圆法介绍 1.Smith圆图法的优点：通过观察阻抗在Smith圆图上的变化轨迹，我们能够体会到每个电路元件对实现特定匹配状态的贡献。而且元件类型和元件参数方面的任何错误都能立即在Smith 圆图上反映出来，从而使设计工程师能够直接进行调整。 2.Smith圆图法的要点： 电抗元件与阻抗串联将导致Smith圆图上的相应阻抗点沿等电阻圆移动。并联将导致Smith圆图上的相应导纳点沿等电导圆移动。 Smith圆图中参量点的移动方向：如果连接的是电感，则参量点将向Smith圆图的上半圆移动，如果连接的是电容，则参量点将向Smith圆图的下半圆移动。五、史密斯圆图的4种画法图1图2图3图4评 语完成情况优秀良好中等及格不及格出勤方案设计安装调试答辩报告总成绩指导教师评语
