[发明专利]一种可视互动的微波测量线实验系统

说明书

本发明公开了一种可视互动的微波测量线实验系统，由教学实验平台子系统、微波收发子系统、操作控制子系统组成，微波收发子系统和操作控制子系统，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。本发明的优点是：学习参与度高、互动性强，有效缓解电磁波教学中理论难于消化和理解，理论难以联系的困难，有效激发学习的自主性和自觉性，利于知识学习与创新能力培养。

技术领域

本发明涉及教学实验仪器技术领域，特别涉及一种可视互动的微波测量线实验系统。

背景技术

“电磁场与电磁波”是高等学校电子信息类和电器信息类专业本科必修的一门技术基础课。当前传统的演示性、验证性实验教学方式，强调教学过程的统一性和教师的主导性，忽视学生的主体性和学生的个性，使实验教学过程压抑学生的自主性和创造性，不利于培养学生的创新精神和创造性实践能量的培养。目前高校传统的演示系、验证性不能满足教学改革，对于高校“电磁场与波”课程，集验证性、设计性、综合性的实验教学资源十分匮乏。

传输线是输送电磁能的线状结构的设备。它是电信系统的重要组成部分，用来把载有信息的电磁波沿着传输线规定的路由自一点输送到另一点。高校涉及微波射频方面的学院都有对应教授传输线的实验课程。现有实验课程是通过一个发射装置，一个测量线，一个接收装置，然后做实验在测量线的不同情况下，通过接收装置的读数，来学习实验知识。对于学生认识知识的帮助比较繁琐和不直观。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种可视互动的微波测量线实验系统，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种可视互动的微波测量线实验系统，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、单片机、测量线实验软件组成，主要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；