【摘要】：隨著海洋設(shè)備日益增多,研究人員們對設(shè)備的功能、穩(wěn)定性等要求也逐步提高。一些海洋技術(shù)發(fā)達(dá)的國家在建設(shè)試驗場方面投入許多精力和資金,而我國由于建設(shè)試驗場的時間相對比較晚,用于測試裝備的系統(tǒng)功能比較單一、服務(wù)區(qū)域較少。因此實現(xiàn)更加完備的海洋設(shè)備測試系統(tǒng)和更高效率的海洋高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化,研究測控平臺的相關(guān)系統(tǒng)具有重大意義。本論文所研制的同軸纜參數(shù)模擬系統(tǒng)以及光纜參數(shù)模擬系統(tǒng)屬于水下探測取樣裝備測控平臺的一個重要組成部分。我國目前測控平臺試驗場在建設(shè)和發(fā)展中,許多用于水下探測取樣裝備測試的系統(tǒng)尚在研發(fā)中,例如通信性能測試以及帶寬測試的系統(tǒng)。為了盡量避免水下探測系統(tǒng)在海試中頻發(fā)通信異常事件這一問題,本文研發(fā)的兩套模擬系統(tǒng)用于提前對水上設(shè)備與水下探測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信性能測試和通信帶寬測試。同軸電纜參數(shù)模擬系統(tǒng)分為軟件和硬件兩個部分,硬件部分參數(shù)可調(diào),適用于多種同軸電纜模擬,具體設(shè)置23種模式;軟件主要功能是輔助用戶使用該系統(tǒng),用戶可以根據(jù)需求選擇相關(guān)參數(shù),然后軟件提供系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)方式,并顯示對應(yīng)的頻率特性曲線圖。光纜參數(shù)模擬系統(tǒng)模擬全光路的衰減,提供較大范圍的光功率衰減值調(diào)節(jié),以及良好的軟件功能。本文要完成的主要工作為:傳輸線理論與模型研究、器件選型、比較各方案設(shè)計、系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件設(shè)計、實驗室調(diào)試和試驗場調(diào)試。同軸電纜參數(shù)模擬系統(tǒng)硬件設(shè)計前期主要使用Multisim仿真軟件,后期在實驗室進(jìn)行實物搭建,使用SP1641D信號發(fā)生器以及Tektronix公司的TDS2022B示波器進(jìn)行測試;軟件設(shè)計使用Qt軟件平臺C++語言,實現(xiàn)了功能界面設(shè)計和參數(shù)處理設(shè)計。光纜參數(shù)模擬系統(tǒng)的硬件設(shè)計以STM32F103ZET6為主控核心,采用AD5732電壓控制模塊控制可調(diào)光衰器;軟件部分使用嵌入式C語言進(jìn)行良好的人機(jī)界面設(shè)計、按鍵多功能設(shè)計以及電壓控制。最后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。本文研制了同軸電纜參數(shù)模擬系統(tǒng)以及光纜參數(shù)模擬系統(tǒng),在舟山淺水試驗場完成了調(diào)試,兩套模擬系統(tǒng)順利實現(xiàn)測控平臺對水下探測取樣裝備的通信性能以及帶寬測試,即將投入正式使用。
【圖文】：

圖 2.1 同軸電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)信號脈沖傳輸?shù)浇邮諜C(jī)，并且保護(hù)信號中信息的完的 1/10，則可以將電纜視為傳輸線。一根芯線，芯線外是一層 PVC 材料制成的絕緣護(hù)套成，通常保持在地電位。芯線的外層是絕緣層。中防止傳輸信號輻射到大氣中，，防止外界信號干擾核的外層傳播，所以中心導(dǎo)體越大，信號越好。對于號輻射、耦合進(jìn)入其結(jié)構(gòu)或電路中時，該信號就失決這一問題的良好選擇。線可由均勻分布式參數(shù)模型近似模擬[20]。該均勻分電容 C 以及電阻 R、電導(dǎo) G 來表示，這些參數(shù)主要長度的并聯(lián)電容 C 的計算公式如下，單位為 F/m。

決于物體的材質(zhì)和物體的形狀這兩個因素。另一個影響因素是趨膚效應(yīng)。趨膚身電流限制在導(dǎo)體的頂層，通俗講，以趨近導(dǎo)體“皮膚”上，從而增加有效電中的電流密度是完全一致的，則電阻 R 可由下式進(jìn)行計算：AlR 中，l、 A、 分別為導(dǎo)體的長度、橫截面積以及電阻率。單位長度的分流電導(dǎo) G，單位是 S/m。分流電導(dǎo)由于所用絕緣體的介電損耗而好介電性能的絕緣材料將具有較低的分流電導(dǎo)。設(shè)導(dǎo)體中的電流密度是完全一致的，則電導(dǎo) G 可由下式進(jìn)行計算：l AG （ 傳輸線方程輸線方程是一對表示電力傳輸線路上的電壓和電流隨距離和時間的變化的線性傳輸線方程可推導(dǎo)同軸電纜的特征阻抗和波傳輸速度。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U674.81

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本文編號：2600117