在自主研制的動(dòng)態(tài)核極化(Dynamic Nuclear Polarization, DNP)譜儀的基礎(chǔ)上,為產(chǎn)生DNP實(shí)驗(yàn)中用于飽和電子躍遷的微波信號(hào)以及獲取電子順磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)信號(hào),加入微波橋組件,實(shí)現(xiàn)集核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance NMR)、電子順磁共振、動(dòng)態(tài)核極化于一體的多功能譜儀。通過微波橋的引入,既實(shí)現(xiàn)了DNP微波發(fā)射機(jī)的集成化,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了DNP譜儀的EPR功能擴(kuò)展。微波橋包括微波發(fā)射和接收兩個(gè)部分,發(fā)射部分既能產(chǎn)生具有高頻譜純度,高動(dòng)態(tài)范圍的微波連續(xù)波,也能產(chǎn)生頻率、相位、幅度快速可調(diào)的微波脈沖序列。接收部分包括脈沖和連續(xù)波兩個(gè)通道。脈沖通道采用超外差數(shù)字中頻接收方式,該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單,信噪比高。連續(xù)波通道采用傳統(tǒng)的相敏檢波結(jié)構(gòu)。本文通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路仿真以及系統(tǒng)測(cè)試,設(shè)計(jì)了能夠產(chǎn)生高頻譜純度,高動(dòng)態(tài)范圍、高隔離度的微波發(fā)射機(jī)以及低噪聲系數(shù)的檢測(cè)系統(tǒng)。并通過DNP增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)以及連續(xù)波EPR實(shí)驗(yàn)對(duì)微波橋的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的研究重點(diǎn)是微波橋的研制,主要工作包括以下幾個(gè)方面：...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究進(jìn)展
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 多功能譜儀原理及硬件系統(tǒng)
    2.1 磁共振原理
        2.1.1 電子-核系統(tǒng)哈密頓量
        2.1.2 電子-核系統(tǒng)共振躍遷
    2.2 多功能譜儀硬件系統(tǒng)
        2.2.1 磁體
        2.2.2 探頭
        2.2.3 微波橋系統(tǒng)
        2.2.4 射頻系統(tǒng)
        2.2.5 控制系統(tǒng)
3 X波段微波橋整體設(shè)計(jì)
    3.1 傳輸線理論
        3.1.1 微帶線
        3.1.2 史密斯圓
        3.1.3 λ/4線
        3.1.4 S參數(shù)
    3.2 微波橋設(shè)計(jì)
        3.2.1 微波橋整體設(shè)計(jì)方案
        3.2.2 微波橋電磁兼容設(shè)計(jì)
4 微波發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)
    4.1 發(fā)射機(jī)整體設(shè)計(jì)
    4.2 鎖相環(huán)
        4.2.1 鎖相環(huán)原理及應(yīng)用
        4.2.2 基于鎖相環(huán)的微波頻率合成
    4.3 本振放大功分電路
        4.3.1 威爾金森功分器設(shè)計(jì)
        4.3.2 功分器測(cè)試結(jié)果
        4.3.3 本振功分放大模塊設(shè)計(jì)
    4.4 平行耦合微帶濾波器
    4.5 正交混頻電路
    4.6 功率調(diào)整電路
    4.7 微波開關(guān)
    4.8 微波發(fā)射機(jī)電性能測(cè)試
5 微波前置放大器設(shè)計(jì)
    5.1 微波前置放大器性能參數(shù)介紹
        5.1.1 靈敏度
        5.1.2 噪聲系數(shù)
        5.1.3 線性度和動(dòng)態(tài)范圍
    5.2 前放設(shè)計(jì)方案介紹
    5.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì)
        5.3.1 器件選擇
        5.3.2 偏置網(wǎng)絡(luò)
        5.3.3 匹配網(wǎng)絡(luò)
        5.3.4 設(shè)計(jì)與仿真
        5.3.5 LNA測(cè)試與調(diào)試
    5.4 正交下變頻
    5.5 保護(hù)電路
    5.6 檢波和鎖相放大電路
        5.6.1 檢波二極管
        5.6.2 鎖相放大器
    5.7 微波前放脈沖通道電性能測(cè)試
6 系統(tǒng)聯(lián)機(jī)測(cè)試
    6.1 DNP增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)
    6.2 連續(xù)波電子順磁共振實(shí)驗(yàn)(CW-EPR)
7 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 文中使用縮略詞一覽表
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本文編號(hào)：3898063