[发明专利]一种可视互动的微波测量线实验系统

权利要求书

1.一种可视互动的微波测量线实验系统，其特征在于：由教学实验平台子系统、微波收发子系统、操作控制子系统和主机外壳组成，微波收发子系统和操作控制子系统设置在主机外壳内，教学实验平台子系统通过支架设置于主机外壳之上；

所述教学实验平台子系统包括：传输线、测量架、滑动台；

所述传输线与测量架平行，测量架上设有轨道和测量尺条，滑动台安装在轨道上，可沿着轨道滑动；传输线的两头都可接入信号输入线，传输线上开有水平的细缝；滑动台上设有探针，探针垂直伸入细缝中；

所述微波收发子系统包括：射频信号产生器、功率放大器、可视化电磁波接收器和检波器；

所述射频信号产生器由晶振、频率范围在1Mhz以上可至8Ghz的压控振荡器、变频器、信号放大器组成，产生用于教学实验所用频率可调的电磁波信号；

所述功率放大器由2W至10W的放大模块及控制处理电路构成，对信号产生器输出的弱小电磁波信号在300Mhz至3Ghz频段范围内进行全频段功率放大或选频放大，使电磁波信号达到足够强度后，通过信号输入线输送给传输线；放大器的输出功率可在0W至4W之间进行控制和调节；

所述可视化电磁波接收器通过信号接收线连接探针，用于接收探针发送的信号；

所述检波器与电磁波接收器连接，对来自于探针的电磁波信号进行检波，并将检波信号后的信号送至操作控制子系统中处理；

所述操作控制子系统由上位机、下位机、测量线实验软件组成，操作控制子系统用于操作控制测量线实验的可视化互动实验过程，设置测量线实验参数，检测与控制电磁波信号的收发状态，自动实时分析测距和测角采集信息，完成电磁波特性图示化图形化处理，达到可视化电磁波的实验教学目的；

所述上位机用于接受并存贮来自测距传感器传送的数据，并根据实验教学的内容设计，执行电磁波实验可视互动控制应用软件、向下位机下达操作指令、控制显示单元显示实验结果；

所述下位机用于接受和执行来自上位机的操作指令、控制信号产生器输出信号频率及信号强度、采集和处理来自检波器的电信号、并上传处理后的数据和信息至上位机。

2.根据权利要求1所述的一种可视互动的微波测量线实验系统，其特征在于：所述测量线实验软件包括：实验设置模块、图像显示模块、数据显示模块、测量线实验培训素材库等；

实验设置模块用于设置做测量线实验所需要的初始状态参数，包括：发射频率和负载状态；

图像显示模块用于描绘实验图像，横坐标表示测距传感器返回的位置，纵坐标表示采集此点时得到的信号强度；

数据显示模块的每一栏对应图像显示模块里面的每一个点，每一栏两个值，一个是采集此点时探针所在的位置，另一个值是采集此点时得到的信号强度；

测量线实验培训素材库用于解释图像显示的原因，传授微波测量线的知识点，开拓学生思路进行创新实验；引入知识点，包括：行波，驻波，驻行波，电压驻波比，反射系数，阻抗，波腹和波节，波长，以及它们的联系和相互关系；包含以上每个知识点的概念，对应的公式关系。