基于MCS-51单片机的微波脉冲功率测试系统

ByGrith4

1 J6 R0 Z* t; H% J/ [摘要:介绍以MCS-51系列高性能8位单片机89C51为控制核心设计的一种微波脉冲功率测试系统,给出了其工作原理硬件
组成及实现自动测试的软件。

关键词:单片机:微波:功率测试:脉冲功率

1工作原理
本系统充分利用89C51单片机的控制和计算能
力,采用MCS-51汇编语言,设计了一种基于平均功率
法的微波脉冲测试系统。
平均功率法测量的是射频脉冲复重周期的平均功
" ~6 I0 r4 X3 ~/ h1 d! m, }率，并采用辅助方法测出脉冲的占空系数。设脉冲为
" _4 ^5 I3 P. z. p; c" s矩形，宽度为τ,重复周期为T。则脉冲峰值功率为:
8 O9 H3 X( H, v3 y9 {P。=P/Q=PT/τ
上式中,Q=τ/T是射频脉冲的占空系数。
% G7 K& q; g0 d* V6 X测量时,用示波器显示其脉冲波形，并测量脉冲重
" k: M2 F6 l4 \& }; e复周期T和宽度T。用测量连续波功率的方法测出脉
" |, [: n9 C5 V' g' c" X冲的平均功率P。
1 K- F( i; b8 j  g当使用衰减器和定向耦合器时,若衰减器两端匹
配时的衰减量为A(dB),定向耦合器的过渡衰减量为
7 l5 c' E$ T6 j* U4 w1 A( b! \& k6 [C(dB),方向性为无穷大,则脉冲峰值功率为:
P。=(P T/T) x10'(A+C)/10.
2 x$ J2 V# g+ u/ ~- ^/ O当脉冲为非理想矩形时,须乘以修正系数K进行
修正,即P , =(KP。T/r) x104+C)/10。K等于实际脉
0 d3 G+ _8 k9 Y冲的峰值功率电平与具有同样宽度和面积的等效矩形
% n; J. J& b# n4 h5 x$ d8 o# q' G脉冲电平之比。K经常是估计的,理想矩形脉冲K=1。
2硬件组成
本系统硬件主要由测量模块和控制模块组成。
* p6 J7 G5 K1 ~. x, r, f( e2.1测 量模块
- m/ _4 b  t1 ]在测量模块中,微波信号被转换成易于进一步变
! y2 ?0 u# A! Y" G- g6 @# H% Q换并用低频装置加以测量的电信号。测量模块主要
由可调衰减器、定向耦合器、匹配负载、峰值检波器、
# \3 w0 \7 g: j6 e+ I: [! P示波器、热电偶等组成，如图1所示。
7 ]7 N8 b$ ]% v! O0 R& f" t" l微波功率经可调衰减器先进行一定量的衰减,再
9 _* N% @, n1 j由定向耦合器耦合部分能量分别送到热电偶和峰值检
$ ~- l1 @2 D. |( m波器，其余大部分能量由匹配负载吸收。送往峰值检
波器的信号由示波器显示其脉冲波形,并测量脉冲重.
复周期T和宽度T。送往热电偶的信号由热电偶转换
5 c& c/ i& ]& H7 _% Q4 m: x成电压信号,送往控制模块进行处理。
* B% C4 j3 y$ U* \/ G0 x2.2控制模块.
* @% [7 O, X) O4 F7 @控制模块将测量模块的输出信号进行处理和显示
并控制整个系统的运行,由89C51单片机系统实现其
: j' ]- l5 d2 G: ]9 s5 }: o6 p功能，分为4个部分:人机接口、信号采集通道、串行通
信及微处理器,其组成如图2所示。
* F, ?4 Z0 D5 E9 q( P8 G

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由89C51单片机系统实现其功能，分为4个部分:人机接口、信号采集通道、串行通信及微处理器