【正文】 沒有他的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)物制作可能不會(huì)有現(xiàn)在的成果。整體上完成了設(shè)計(jì)目標(biāo)。再觀察各模塊是否工作正常，完善匹配網(wǎng)絡(luò)，適當(dāng)微調(diào)程序參數(shù)減小系統(tǒng)誤差。然后，采用惠普公司HP8594E測(cè)量放大器的二次諧波分量。 開始Key2是否按下？是是否否Key1是否按下？接收AD數(shù)據(jù)并顯示 程序流程圖 WinNWT4 設(shè)置與操作（1）軟件安裝先安裝主軟件，再安裝更新。TLV5638輸出經(jīng)過兩個(gè)緩沖器，DAC的可編程建立時(shí)間使得設(shè)計(jì)人員能夠優(yōu)化速度與功耗分配的關(guān)系。第17腳為驅(qū)動(dòng)電壓輸出端，在本系統(tǒng)中不需要用到，故懸空。晶振采用16MHz和8MHz兩種模式，可以根據(jù)跳線的接法設(shè)置不同的晶振源，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中晶振采用8MHz。Flash時(shí)鐘：Flash時(shí)鐘控制Flash接口的操作。（1）CPU內(nèi)核ATmega128單片機(jī)采用了Harvard結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線，程序存儲(chǔ)器的指令通過一級(jí)流水線運(yùn)行。端口（PA7..PA0）、（PB7..PB0）、（PC7..PC0）、（PD7..PD0）、（PE7..PE0）、（PF7..PF0）、（PG4..PA0）：為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。在直流等效電路中，把所有電容都看成開路，所有電感都看成短路，只保留電阻和晶體管。CC5為電位器R13消抖。（3）輸出波形光滑無毛刺，可見該電路的噪聲系數(shù)很小。主要應(yīng)用于超高頻低噪聲功率管主要應(yīng)用于VHJF，UHF，CATV高頻寬帶低噪聲放大器。前三級(jí)和壓控放大器一起為最后一級(jí)提供驅(qū)動(dòng)，最后一級(jí)為主要功放級(jí)。D/A后面的低通濾波器可以濾去鏡像頻率分量和諧波分量，可以濾去帶外的高頻雜散分量，但是，無法濾去落在低通帶內(nèi)的雜散分量。時(shí)鐘信號(hào)由晶振產(chǎn)生，它的頻穩(wěn)度優(yōu)于106。AD9858是AD公司于2003年推出的一款高性能DDS芯片，其工作頻率高達(dá)1GHz，內(nèi)置一個(gè)10位DAC，雜散性能指標(biāo)更高于以前的產(chǎn)品。通過按鍵將頻率和功率值輸入到單片機(jī)，單片機(jī)再通過TLV5638 D/A模塊分別控制壓控振蕩器產(chǎn)生信號(hào)的頻率和VGA壓控放大器ADL5330的放大倍數(shù)。與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。方案三：采取ADuC841芯片作為主控ADuC841是美國(guó)模擬器件公司（ADI）生產(chǎn)的內(nèi)嵌MCU的高性能、多通道12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)芯片，它具有體積小、功耗低等諸多特點(diǎn)。而且，電路相對(duì)簡(jiǎn)單易行。方案二：利用壓控振蕩器VCO產(chǎn)生振蕩信號(hào)。等離子體天線很好的降低沖擊激勵(lì)效應(yīng)，從而提高了短脈沖雷達(dá)的性能。等離子體天線是指利用等離子體單元代替金屬導(dǎo)體作為天線導(dǎo)電媒介的無線電天線。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。與傳統(tǒng)的金屬天線相比，等離子天線具有重量輕、天線參數(shù)可控、不工作時(shí)隱性及啟動(dòng)時(shí)間較短諸多優(yōu)勢(shì)使它在軍事和商業(yè)通信領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，因而備受世界各國(guó)的高度重視。這些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)將使等離子天線技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，如用于海軍水面艦與潛艇雷達(dá)天線、隱形飛機(jī)雷達(dá)天線和彈道導(dǎo)彈防御雷達(dá)天線等。壓控振蕩器（又稱為VCO或V/F轉(zhuǎn)換電路）產(chǎn)生的波形的振蕩頻率與它的控制電壓成正比，因此，調(diào)節(jié)可變電阻或可變電容可以調(diào)節(jié)波形發(fā)生電路的振蕩頻率。同時(shí)使用WinNWT4軟件來控制參數(shù)簡(jiǎn)單方便，可產(chǎn)生高精度500MHz以內(nèi)的射頻信號(hào)，能夠滿足本題中的信號(hào)穩(wěn)定度和精度的要求，故選用此方案。它具有與8051兼容的內(nèi)核，12個(gè)中斷源、2個(gè)優(yōu)先級(jí)、雙數(shù)據(jù)指針、擴(kuò)展的11位堆棧指針。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。末級(jí)由衰減器、功率檢測(cè)模塊和TLC2543A/D模塊檢測(cè)功率并將功率值提供給單片機(jī)。該器件采用先進(jìn)的DDS技術(shù)，內(nèi)置一個(gè)高速、高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換器，構(gòu)成數(shù)字可編程的完整高頻合成器，能夠產(chǎn)生最高500+MHz的頻率捷變模擬輸出正弦波。(2) 頻率的值的精度，決定于DDS的相位分辨率。 壓控放大器 ADL5330簡(jiǎn)介ADL5330是工作頻率為10Hz至3GHz的壓控放大/衰減器。 驅(qū)動(dòng)級(jí)電路驅(qū)動(dòng)級(jí)功放位于壓控振蕩器和末級(jí)功放之間。 一般參數(shù)：類別：NPN硅通用晶體管；集電極發(fā)射極電壓VCEO：1 2V； 集電極基極電壓VCBO:20V；發(fā)射極基極電壓VEBO: ；集電極直流電流IC:100mA ；總耗散功率（TA=25℃）Ptot:225mW ；工作結(jié)溫Tj:150℃；貯存溫度Tstg:65~150℃；極性：NPN型 ；結(jié)構(gòu)：擴(kuò)散型； 材料：硅（Si）；封裝材料：塑料封裝。LL2在直流通路中相當(dāng)于短路為Q3漏極與源極之間直接提供電源電壓。 RD15HVF1功放直流等效電路，輸入信號(hào)為450MHz，1V的射頻信號(hào)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。（2）ATmega128存儲(chǔ)器AVR結(jié)構(gòu)具有三個(gè)線性存儲(chǔ)空間：程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和EEPROM存儲(chǔ)器。此時(shí)鐘通常與CPU時(shí)鐘是同步的。系統(tǒng)采用供電和下載于一體的ISP（在線系統(tǒng)編程）接口，無需將存儲(chǔ)芯片從設(shè)備上取出就能對(duì)其進(jìn)行編程，其優(yōu)點(diǎn)是：即使器件焊接在電路板上，仍可對(duì)其（重新）進(jìn)行編程。 12864液晶電路圖 A/D和D/A硬件電路設(shè)計(jì) TLC2543串行A/D轉(zhuǎn)換模塊（1）模塊功能TLC2543是TI公司的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程，TLC2543具有11個(gè)模擬輸入通道，3路內(nèi)置自測(cè)試方式，線性誤差為177。同時(shí)內(nèi)置片上電壓參考源，該參考源最大能達(dá)到1mA的電流，因此也可以將其作為整個(gè)系統(tǒng)的參考源，減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。安裝好WINNWT后，將快捷方式的屬性進(jìn)行更改，即可轉(zhuǎn)換成中文版。測(cè)試前需給放大器提供5 v和9 V的直流偏置電壓，使放大器正常的工作起來。 系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試先按按鍵看顯示器有無反應(yīng)，反應(yīng)是否正常，步進(jìn)值是否為預(yù)設(shè)的參數(shù)，有無大幅跳變；再用萬用表測(cè)功率檢測(cè)輸出的電壓值算出功率與顯示器上的對(duì)照是否一致，并觀察調(diào)節(jié)是否正常，并記錄下測(cè)量數(shù)據(jù)；最后調(diào)節(jié)PC程序的頻率參數(shù)，用示波器觀察輸出的頻率與顯示器是否一致，并記錄下觀測(cè)結(jié)果。謝辭四年的大學(xué)生活就快結(jié)束了，在這四年中我成長(zhǎng)了很多，學(xué)到了很多。感謝525的姐妹，是你們?cè)谶@四年的生活中給我歡笑，給我力量，給我關(guān)懷，和你們一起學(xué)習(xí)、一起生活，讓我覺得我們是一家人。感謝葛厚洋同學(xué)，他在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)物制作中給予了我很大的幫助，在電路設(shè)計(jì)的過程中，他給了我很多有用的建議，并且?guī)椭翼樌刈龀隽诉@次設(shè)計(jì)的實(shí)物。本系統(tǒng)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，實(shí)現(xiàn)了范圍400MHz~500MHz步進(jìn)100kHz的頻率調(diào)節(jié)，5W~，有鍵盤輸入，液晶顯示的功能，頻率穩(wěn)定度由于102。然后級(jí)聯(lián)起來，整體調(diào)試，并注意觀察各連接點(diǎn)信號(hào)情況，檢查是否連接通暢是否有波形失真以及是否有嚴(yán)重的衰減。首先，測(cè)試本系統(tǒng)使用的開關(guān)電源能否能正常工作。單片機(jī)掃描按鍵key1和key2，使DA轉(zhuǎn)換值相應(yīng)的加減，再根據(jù)壓控放大器ADL5330控制電壓與增益的關(guān)系算出增益值，并實(shí)時(shí)采集AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)算出輸出功率，液晶同步顯示DA轉(zhuǎn)換值、 AD轉(zhuǎn)換器輸出值、壓控放大器增益值和輸出功率值。每次傳輸數(shù)據(jù)由16位的數(shù)據(jù)組成一幀，其中4位控制命令字，12位輸出數(shù)據(jù)。在本系統(tǒng)中采用發(fā)射端采用的是并行數(shù)據(jù)方式的12864液晶，液晶的2腳接地和+5V電源，由于該液晶的對(duì)比度由第3腳的電壓控制，故在第3腳接一個(gè)滑動(dòng)變阻器以方便調(diào)節(jié)對(duì)比度，120腳接背光+5V電源和地。 ATmega128系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，ATmega128控制板采用最小系統(tǒng)模式，包括ISP、JTAG仿真接口電路、USB供電及通信電和引腳擴(kuò)展電路。此外，TWI 模塊的地址識(shí)別功能在沒有I/O時(shí)鐘 的情況下也是異步實(shí)現(xiàn)的，使得這個(gè)功能在任何睡眠模式下都可以正常工作。 ATmega128內(nèi)部結(jié)構(gòu)ATmega128內(nèi)部主要包括CPU內(nèi)核、存儲(chǔ)器、系統(tǒng)時(shí)鐘、系統(tǒng)控制和復(fù)位、I/O端口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等。 GND：接地。板上可有散熱槽，可安裝散熱片，保證功放管正常工作。通過調(diào)節(jié)R13可以調(diào)節(jié)VDS，從而改變靜態(tài)工作點(diǎn)。（2）輸出與輸入波形的相位相差剛好180度。具有高功率增益、低噪聲特性、大動(dòng)態(tài)范圍和理想的電流特性。 ADL5330的電路原理圖本題所采用的功放電路由四級(jí)構(gòu)成，第一級(jí)由1個(gè)2SC3356構(gòu)成的射級(jí)跟隨器，第二級(jí)由2SC3356構(gòu)成的共射級(jí)放大器，第三級(jí)是由高頻管AH101構(gòu)成的射頻放大，第四級(jí)是壓控放大器，最后一級(jí)是由射頻MOSFET功率晶體管RD15HVF1構(gòu)成的大功率功放。⑤ 其他雜散分量，包括時(shí)鐘泄漏，時(shí)鐘相位噪聲的影響等。如果已知輸出頻率，可以由下式算得控制字： （28） 信號(hào)質(zhì)量(1) 頻率穩(wěn)定度，等同于其時(shí)鈡信號(hào)的穩(wěn)定度。 AD9858的簡(jiǎn)介信號(hào)波形產(chǎn)生部分，采用了專用DDS芯片AD9858。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 綜合上述方案，經(jīng)過認(rèn)真比較分析，本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)ATmega128作為主控制核心，壓控振蕩器作為射頻信號(hào)源，采用ADL5330壓控放大器來調(diào)節(jié)功率。方案二：采用開關(guān)電源開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。因此不適合高速的控制。利用專用的DDS9858芯片產(chǎn)生的信號(hào)頻率準(zhǔn)確，頻率分辨率高。因此該方案在設(shè)計(jì)之中不予考慮。④效率更高。電子科大劉良濤、祝大軍、劉盛剛等曾介紹了幾種等離子天線的工作原理，論述了表面波激勵(lì)等離子體的阻抗、效率、噪聲情況；楊蘭蘭等研究了表面波沿等離子體柱軸向傳播的色散關(guān)系，說明當(dāng)電磁波頻率遠(yuǎn)小于等離子頻率時(shí)，性能類似已有實(shí)驗(yàn)證明該天線可以用做高頻或射頻微波通信；中科院空間科學(xué)與應(yīng)用的趙高偉等人用各種數(shù)值方法對(duì)天線的阻抗、輻射方向圖等進(jìn)行了研究；西南核工業(yè)物理研究院金亞凡及成都理工大學(xué)王世慶等人對(duì)高頻機(jī)理和射頻激勵(lì)的等離子體進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究，其中王老師對(duì)射頻激勵(lì)源的研制進(jìn)行了初步探討和實(shí)踐，但對(duì)于如何進(jìn)行智能控制激勵(lì)源輸出參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整和控制天線這方面還沒有完備的研究出現(xiàn)。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。等離子體天線一般通過在絕緣管內(nèi)填充一定氣壓的惰性氣體構(gòu)成。本項(xiàng)目對(duì)等離子體天線激勵(lì)源的研制的意義還在于：對(duì)該激勵(lì)源的輸出頻率和功率等參數(shù)智能控制而動(dòng)態(tài)調(diào)整天線阻抗、帶寬、方向圖及輻射功率等參數(shù)，相比普通相控天線陣，等離子天線陣列不用活動(dòng)部件就能高速的進(jìn)行輻射方向圖掃描。利用高頻三極管可以構(gòu)成具有一定精度、線性較好的壓控振蕩器。綜上所述，我們采用了方案四作為信號(hào)源。每條指令一個(gè)時(shí)鐘周期，最大的工作時(shí)鐘為25MHz（5V時(shí)）及16MHz（3V時(shí)）。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。單片機(jī)控制顯示模塊12864實(shí)時(shí)顯示頻率和功率。AD9858專為提供快速跳頻和精密調(diào)諧分辨率（32位頻率調(diào)諧字）而設(shè)計(jì)。即由DDS的相位累加器的字寬和ROM函數(shù)表決定。 V到 V供電。因?yàn)閴嚎卣袷幤鞯妮敵龉β史浅Ｐ。则?qū)動(dòng)級(jí)的設(shè)計(jì)主要是考慮在保持線性的條件下獲得盡可能高的增益。電性能參數(shù)（TA=25℃）：擊穿電壓:V（BR）CEO=12V，V（BR）CBO=20，V（BR）EBO= ；直流放大系數(shù)hFE:50~300 ；集電極基極截止電流ICBO:100nA（最大值）；發(fā)射極基極截止電流IEBO:100nA（最大值） ；特征頻率fT:；封裝：SOT23；功率特性：中功率 ；集電極允許電流：（A）； 集電極最大允許耗散功率：（W）。 。 所示。，輸出波形的幅值為6V。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。系統(tǒng)內(nèi)有可編程的Flash 程序存儲(chǔ)器，ATmega128具有128K字節(jié)的在線編程Flash。異步定時(shí)器時(shí)鐘：異步定時(shí)器時(shí)鐘允許異步定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器直接由外部32 kHz 時(shí)鐘晶體驅(qū)動(dòng)，使得此定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器即使在睡眠模式下仍然可以為系統(tǒng)提供一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘。系統(tǒng)也設(shè)置有JTAG仿真接口，它的編程方式是在線編程，利用邊界掃描技術(shù)，設(shè)置快捷。1LSBmax，具有單、雙極性輸出，可編程的MSB和LSB前導(dǎo)，TLC2543的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度亦可編程。（2）基本特性參數(shù)TLV5638的基本特性參數(shù)如下：① 12位分辨率；② 雙輸出通道；③ 可編程內(nèi)部參考源；④ 可變成速度（建立時(shí)間）：快速模式1μs；；兼容SPI串行接口；⑤ 差分非線性度；⑥ 供電電源：～ DC。將G:\Program Files\AFU\\ 更改為G:\Program Files\AFU\\ 更改完畢后，再啟動(dòng)，即為中文菜單。放大