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篇（1）

中圖分類號：V243 文獻標識碼：A文章編號：

一．引言

當前我國的經濟快速發展帶動了我國電子行業的迅速發展，各種各樣的電子產品相繼誕生，電子產品的應用也日益的廣泛，可以說電子產品已經成為了人們生活工作的一個重要的組成部分。我們知道電子干擾是有很大的危害性的，它不僅僅嚴重的降低了電子系統的可靠性，還能夠對人體的健康產生很大的負面作用。例如一些電子產品以及儀器就對電子電路的干擾十分的敏感，最常見的有家用電器比如收音機，電視機等等，還有一些醫用設備，比如心臟起搏器等等。這些對電子電路的干擾電磁波都十分的敏感，干擾嚴重影響了這些設備的正常工作，嚴重的甚至使這些設備無法工作。為此，我們必須重視電子電路抗干擾能力的設計，可以說電子電路的抗干擾能力已經成了當前電子電路設計的一個非常重要的一方面，我們知道電子電路的電磁干擾是無處不在的，這就需要我們從設計開始來采取一系列的措施，提高電子電路設備的抗干擾能力。

二．電子干擾的分類以及危害

按照干擾源的不同我們可以將電磁干擾分為空間輻射干擾和傳導干擾。以下將分別分析說明這兩種干擾的危害性。

1.傳導干擾及其危害電子電路的工作離不開整流電源, 電網的干擾的傳輸介質是電源線，我們知道電子系統內部的各個組成部分是相互聯系的，它們之間也是通過各種線連接起來的，而電磁干擾也可以通過線進行傳播，對系統產生影響，導致其不能正常工作。

2.電磁干擾中最為常見的是空間輻射干擾，它是通過空間傳播的。也被叫做輻射型干擾。我們一般把空間輻射干擾分為遠輻射干擾以及近耦合干擾兩種形式。電子系統內部各部分電路之間的干擾被稱為近場耦合干擾, 系統和設備之間的干擾叫遠場輻射干擾。一般而言電源電路以及信號電路都可以產生輻射。特別需要注意的是它們在高頻以及超高頻情況下, 電磁能量通常會像空間產生輻射, 之后相互作用產生輻射形成干擾。我們知道電子電路的工作受輻射的影響很大, 輕則系統不穩定, 重則可能導致電子電路無法正常工作。

三．在電子電路中比較常見的干擾

1.來自電網中的干擾

我們知道，大部分電子電路都是用的直流電源，而這些直流電源是交流電源經過電網變壓以及穩壓之后提供的。我們知道干擾信號是可以通過交流電流傳播的，正是因為如此，一些干擾信號就會通過交流電流進入電子系統中，產生干擾作用，影響電子電路的正常運行。

2.來自地線中的干擾

存在于電子系統內的干擾就是地線干擾。一般而言電子系統之中的各個組成部分都是公用同一個直流電源，在不同部分的電流流過公共地電阻時就會產生電壓降，而電壓降是具有干擾作用的，就形成了地線干擾。

3.來自信號通道中的干擾

我們知道信號的傳輸距離一般都比較長，而在這個過程中信號往往會很容易受到周圍環境的影響，對其產生比較強的干擾，致使信號失真，從而影響了電子電路設備的正常工作

四．電磁干擾的抑制方法

我們知道電磁干擾是有很大的危害性的，不僅僅是對一些電子設備產生影響，使之不能正常的工作，時期穩定性下降，所以提高對電磁干擾的抵抗能力顯得十分重要。以下就介紹幾種常見的電磁干擾抑制方法。

1.電源干擾的抑制

（1）為了抑制電網干擾我們可以有以下方法：

①我們可以在電源的變壓器加屏蔽層

②在電源輸入端加設電磁干擾濾波器

（2）為了抑制整流電源紋波干擾，首先必須設計一個穩壓電源。但有時, 盡管穩壓電源質量較高, 電子電路仍然不能正常工作, 其中原因之一, 可能是整流電源輸出端到放大電路輸入端的連線較長, 如超過20cm 時, 電子電路的前置放大器即應加濾波電路。

（3）為了抑制電源寄生耦合干擾，我們可以在多級共用整流電源的場合加設去耦濾波電路。

2.雜散電磁場干擾的抑制電子電路周圍總是存在著一些雜散電磁場, 它極易通過放大器的輸入級或某些電容、電感形成對電子設備的干擾, 可采用以下辦法加以抑制。

（1）合理布局減小干擾布局不合理時, 也易引進干擾, 可通過合理布局來減小干擾。

（2）采用電磁屏蔽技術減小干擾屏蔽分靜電屏蔽和磁屏蔽兩種,它可以有效地將干擾源與擾部件隔離開來。靜電屏蔽應采用高導電率材料, 如用銅或鋁制作, 比用鐵制作效果好。磁屏蔽應采用高導磁材料, 如用鐵氧體、坡莫合金等制作。

①靜電屏蔽。靜電屏蔽措施, 可采用屏蔽板或屏蔽罩。注意靜電屏蔽時其屏蔽板或屏蔽罩必須有良好的接地。

②磁屏蔽。磁屏蔽的屏蔽原理是, 將擾部件置于屏蔽罩中, 使干擾磁力線不進入擾部件。

③屏蔽線。對于一些信號傳輸線不可能將其置于屏蔽罩中, 可以采用屏蔽線。注意屏蔽線的兩端必須有良好的接地。

（3）采用光電隔離技術減小干擾電子電路設計中經常需要將一些傳感器得到的電信號輸送到放大器, 為防止信號傳輸中的干擾可采用光電隔離技術。光電耦合器的類型可根據實際信號情況選擇。

3.接地干擾的抑制接地是抑制和防止干擾的重要措施。良好的接地可以減小或避免電路相互間的干擾。原則是模擬與數字接地應分離, 減小地線阻抗、選擇合適的接地方式等。

五．結束語

我們知道，可以說電磁干擾是普片存在的，而且電磁干擾具有很強的危害性，不管是對電子設備的危害性，還是對工作人員的危害性，這些都會產生嚴重的后果。所以我們必須要重視這一點。在實際的工作中，我們必須提高電子電路的抗干擾能力，如果電子電路的抗干擾能力不夠的話，那么會使電子設備的系統可靠性極大的降低，即使其他的設計符合規定，只要其抗干擾能力不夠，那么它也是無法正常工作的。所以在進行電子電路設計時必須充分考慮這個方面，重視這個問題的嚴重性，并且在實際的工作中，也要不斷地對其設計方法探討研究，不斷地增加經驗，不斷的改進，只有這樣才能使電子電路的設計更加的科學合理。

參考文獻：

[1]呂俊霞Lv Junxia 電子電路的抗干擾方法與技術[期刊論文] 《印制電路信息》 -2006年8期

[2]李曉海 電子電路的抗干擾技術探析 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年9期

[3]蔣偉麗Jiang Weili 淺談電子抗干擾技術 期淺談電子電路的抗干擾技術 [期刊論文] 《麗水學院學報》 -2007年2期

[4]郭寶山周勤榮 淺談電子電路的抗干擾設計 [期刊論文] 《山西電子技術》 -2011年5期

[5]淺析電子電路的抗干擾措施 [期刊論文] 《南北橋》 -2008年7期高玉榮管志剛

篇（2）

1.引言

碼分多址（code division multiple acce-ss，CDMA）系統作為一個自干擾系統，它存在的多址干擾（Multiple Access Inter-ference，MAI）是限制CDMA系統容量和性能的主要因素。在抗MAI方面，近年的研究主要提出了多用戶檢測、擴頻碼設計和智能天線技術[1]。其中多用戶檢測和智能天線技術在對抗MAI方面效果較突出[2]。然而現有的多用戶檢測只在消除小區內干擾方面取得了較好的效果，而小區間的干擾問題沒有解決，智能天線技術很好的解決了這一問題。因此，本文主要探討基于智能天線與多用戶檢測技術的聯合抗干擾技術。

2.聯合抗干擾模型

智能天線分為圓陣和線陣兩大類。圓陣與線陣相比，能提供俯仰角的估計，不僅能在水平面內全向掃描，也能產生最大值指向陣面法線方向的單波束方向圖進行全向波束賦形，直接對準用戶的接收端，還能通過自動調整各個陣元的加權因子，來控制其方向圖。故論文以圓陣天線作為接收端的接收天線，以消除小區間干擾。

圓陣天線的陣因子為：

（1）

其中，An為激勵電流的幅值，在此為一定值，所以討論陣因子時它不作考慮。

是第n個單元的角位置，an為激勵電流的相位，為了方便下面的討論，這里我們假設an=0。

則由式（1）得：

（2）

（3）

式中：

，

天線的陣因子為：，，wi為各天線單元加權值。

陣列天線實質上是一個空域濾波器，但對小區內存在的干擾并無明顯改善。因此，論文同時引入能有效消除小區內干擾的多用戶檢測技術。

為了與圓陣天線合理匹配，減小系統復雜度并減小背景噪聲，我們選擇了多用戶檢測中的線性變換方式的最小均方誤差檢測（MMSE）。

其基本思想是使第k個用戶發送的信號與估計值的均誤方差值最小。為了使接收端信號的判決比特與發送端傳輸比特bk之間的均方誤差最小，現定義第k個用戶的線性變換函數wk，滿足：

（4）

令，K*K階的矩陣表示K個用戶之間的線性變換矩陣，則MMSE準則下的線性檢測問題轉換為：

（5）

要求矩陣W以滿足上式，則令：

可以解得最小均誤方差準則下的線性變換矩陣：

（6）

因此，MMSE線性檢測器后的判決輸出為：

（7）

3.仿真

利用Matlab進行仿真。聯合抗干擾模型分為圓環陣列天線與MMSE檢測兩個部分。首先，在不考慮系統中所有用戶的地理位置分布情況下，選擇采用圓陣天線作為接收天線和不采用兩種設置，設載波波長為，陣元間距d為載波波長的二分之一，即。圓環陣列天線的陣元數設為8，方位角為（-90o，90o），仰角為（0o，90o）。兩種設置在天線接收信號后都采用MMSE最小均方誤差法對輸出信號進行判決。結果如圖1所示。

由圖1可知，只有MMSE檢測的CDMA系統，信噪比從0dB達到8dB的這一過程中，誤碼率性能有所改善，但不明顯。而引合抗干擾的CDMA系統，誤碼率性能已經大大下降，達到一個數量級以上。

圖1 聯合抗干擾引入前后CDMA系統誤碼率

和信噪比關系圖

4.結論

論文論述了基于圓陣天線與MMSE檢測的聯合抗干擾技術。提出了使用八陣元圓環陣列天線作為接收天線，以MMSE檢測作為檢測算法的聯合抗干擾模型。實驗結果表明，引合抗干擾后，系統的誤碼率性能明顯改善，系統容量從而得到了提升。

參考文獻

[1]Guerci J.R.，Driscoll T.，Hannigan R.，etc..Next Generation Affordable Smart Antennas[J].Microwave Journal，2014，57（1）：24-40.

篇（3）

1.引言

現代社會是信息化的社會，人們的主要交流和溝通都是通過對信息的傳遞、處理而進行的。傳感器就是人們從自然界獲取各種相應外界信息的方式，能夠將相應的需要采集的信息轉換成為控制芯片能夠識別的電流或者電壓等信號，在現代的控制測量系統中具有不可缺少的作用。

本論文主要介紹的是電渦流式位移傳感器。電渦流式位移傳感器屬于電感式位移傳感器的一種，是基于電渦流效應而工作的傳感器，具有很多優點：高分辨率、高可靠性、較寬的頻率響應以及較高的靈敏度等等。

該傳感器還具有很強的抗干擾能力，相比而言，傳統的傳感器具有非線性誤差，要求工作環境恒定或者價格較高[1]。

2.電渦流式微位移傳感器

2.1 傳感器發展歷程

國外在工業化的過程中，逐漸將傳感器廣泛應用在各個生產領域，在航天和軍事領域也有十分領先的傳感器應用。之后伴隨各個國家的機械、自動化、計算機等信息產業如日中天，歐美國家以及亞洲的日本都對世界的傳感器具有相當重要的影響。

我國主要是在1960年開始對傳感器進行開發工作。國家組織大批科研人員對其進行研究和開發，并實施了“八五”、“九五”等國家計劃，使得其取得了十分矚目的應用成就。然而我們也應該清醒地意識到，我國在傳感器的基礎制造工藝等方面還不能和發達國家相提并論，許多核心技術以及芯片都要進口。與此同時，我們的傳感器在國際上沒有太大競爭力，產品研發和更新速度很低，缺少實用創新性[2]。

2.2 傳統傳感器缺點

以往的傳感器和電渦流位移傳感器比起來，具有以下幾個方面的嚴重不足：

（1）輸入一輸出特性存在非線性且隨時間而漂移；

（2）環境會干擾參數，使得測量結果發生漂移；

（3）因結構尺寸大，而時間響應特別差；

（4）易受噪聲干擾、信噪比低；

（5）靈敏度或者分辨率不夠理想。

2.3 電渦流式微位移傳感器

本論文所要介紹的電渦流位移傳感器，其工作原理是利用了渦流效應。該類型的傳感器，通過渦流效應使相應的位移的變化，轉換成線圈的阻抗值變化；之后利用特定的電路將線圈阻抗值變化轉換成為電壓的變化，再進行檢測和輸出，根據相應的公式或者經驗，能夠還原成位移信息。這種傳感器具有很多優點，比如具有很高的靈敏度、簡單的結構以及及時的動態響應。該傳感器廣泛應用在測量振動和位移等信息量上。大體上輸出的電壓信號與位移的變化量是線性的關系，公式是ΔS=K?ΔV。其中K是系統的比例常數，在不同的傳感器中根據系統結構的不同是不一樣的。

2.4 電渦流式位移傳感器測量原理

公式能夠精確描述該原理。我們根據公式可以得知，在其他條件不變的情況下，Z（線圈的阻抗）與S一一對應。電渦流傳感器測量位移的原理就是基于此公式，在特定的信號激勵過程中，傳感器會依據位移變化而產生電壓的變化。

3.測量系統的硬件設計

3.1 主控芯片

本論文設計的電渦流微位移傳感器使用的主控芯片是AT89S52單片機。MSC-51單片機是八位的非常實用的單片機。本論文所使用的AT89S52單片機就是基于這款單片機的。MSC-51單片機的基本架構被ATMEL公司購買，繼而在其基本內核的基礎上加入了許多新的功能，同時擴展了芯片的容量以及加入flash閃存等等。51內核的單片機具有很多優點，因此無論是在工業上還是在一些電子產品上應用都很多。全球也有許多大公司對其進行擴展，加入新的功能。即使是在今天，51單片機仍然在控制系統中占據很大市場[4]。

下面對本論文所使用的單片機作簡要介紹。AT89S52單片機具有最大能夠支持的64K外部存儲擴展，同時還具有8K字節的Flash空間。該單片機具有4組I/O口，分別是從P0到P3，同時每組端口具有8個引腳。每個引腳除了能夠作為普通的輸入和輸出端口外，還具有其它功能，也就是我們通常所說的引腳復用。其還具有斷電保護、看門口、計時器和定時器。51單片機一般的工作電壓是5V。

3.2 顯示模塊

本論文設計的LCD1602電路，該液晶模塊能夠顯示2行*16列的字符，相對于數碼管而言，顯示更加靈活多變。該液晶模塊用來顯示其測量處理后的數據。

4.測量系統的軟件設計

本論文的主程序循環采集電量的變化，并實時顯示在液晶模塊上。系統軟件是指完成系統設計功能的軟件。為了提高系統的實時性、可靠性，在編寫系統應用軟件時，主要考慮以下兩方面：

（1）提高系統抗干擾性能。在工業現場不可避免的有各種抗干擾因素。因此本系統除了在硬件上硬件復位和加電容濾波外。在軟件上，采用了指令冗余技術、延時消抖技術以及對位移大小采樣值進行中值濾波的數字濾波方法，進一步提高系統的抗干擾能力。

（2）采用模塊化編程。將系統的應用程序分為若干個功能模塊，這些模塊可以任意更改而不影響程序的其余部分，將各個功能模塊程序調通后，再把各個功能模塊結合起進行聯調，這大大減少了調試時間，提高了程序的通用性，方便程序的修改和檢查。

5.總結

電渦流位移傳感器是一種基于電渦流效應的傳感器，能夠將位移的變化轉換成電量的變化。本論文主要介紹了傳統傳感器的發展歷程，進而介紹了電渦流式微位移傳感器的測量原理和優勢，并基于單片機設計了測量系統。

參考文獻

[1]譚祖根，汪樂宇.電渦流檢測技術[M].北京：原子能出版社，1986.

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中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）14-0300-01

引言

中國的電網規模不斷擴大，覆蓋到城鄉各個地區。為了提高電網運行的可靠性，漏電斷路器作為供電系統終端設備不僅使用量增加，而且產品的品種也是多種多樣。對漏電斷路器的安全可靠性以及電磁兼容性進行研究是非常必要的。

一、漏電斷路器的運行可靠性實驗

（一）漏電斷路器的運行可靠性問題

漏電斷路器的選型需要參考過載特性，要求其額定電流要能夠滿足過載特性保護需求。漏電斷路器多會采用電子開關，晶閘管截止的時候，晶閘管的兩端會加載電壓，脫扣線圈僅就可以起到扼流線圈的作用。如果脫扣線圈的兩端由很小的電壓，就無法將鐵心帶動起來，此時漏電斷路器就不會產生動作。當晶閘管被導通之后，電磁脫扣線圈上的電壓增加，就會有強大的吸力，漏電斷絕路器就會產生動作。

如果漏電斷路器無法發揮應有的效果，主要是由于兩種情況所造成的：其一，是由于舸┑紀ㄏ窒蠖導致的漏電斷路器無法合上，就必然會引發安全事故；其二，漏電斷路器已經損壞，使其保護功能無法正常運行，必然會產生安全事故。這兩種情況的存在，都會導致人觸電，直接危及到人的生命安全。

（二）提高漏電斷路器運行可靠性的處置方案

漏電斷路器在生產的過程中，往往對線路板的老化問題加以重視，卻沒有重視電子元器件的老化問題。在對斷路器進行生產的過程中，需要關注整機老化的現象，因此，要頻繁地對漏電斷路器的按鈕進行脫扣操作，對每一個部件的穩定性都要予以驗證，特別是線路板的晶閘管以及電磁脫器的線圈，都要通過實驗對其性能進行驗證，要求漏電斷路器老化的時候也能夠保證運行穩定，不會產生故障。當對產品進行定型之后，就要對整機進行實驗檢測，采用抽樣的方式就可以獲得良好的檢測效果。當檢測出問題之后，就可以及時采取措施具有針對性地處理。由此可以對產品的質量予以有效控制。在強化實驗質量控制的基礎上，還要做好市場調研工作，對產品的老化情況以及用戶的反饋信息進行收集、分析，以通過采取技術手段對產品進一步完善。如果僅僅采取抽樣檢查的方法是不夠的。當發現問題之后，就要采用模擬用戶使用的方法對產品的各項性能進行驗證，將影響產品質量的主要因素查找出來，采取相應的技術措施對產品產生的質量問題予以解決。通過對多臺漏電斷路器產品進行整機老化試驗之后，就可以發現其過早老化的根源主要是由于晶閘管損壞，當電流超過其可以承受的電流的時候，就會過早損壞，由此而對提高漏電斷路器的質量造成不良影響。

二、對漏電斷路器采用電磁兼容性試驗以及處置方案

（一）漏電斷路器采用電磁兼容性試驗

漏電斷路器處于運行狀態的時候，就會有零位飄移的現象產生，很難保證不會存在漏電流的問題。如果產生的零位飄移處于規定范圍以內是被允許的，不會對漏電斷路器的運行產生影響。如果零位飄移超出了規定的范圍，就需要加以注意。對漏電斷路器進行試驗，主要為靜電快速瞬變脈沖群抗擾度和靜電放電抗擾度的試驗。當進行浪涌電流和振鈴波試驗的過程中，由于無法保證漏電斷路器運行的可靠性，就會導致誤動作產生。

（二）漏電斷路器電磁兼容性的處置方案

其一，分立元件線路板對漏電斷路器電磁兼容性具有一定的影響。分立元件線路板上的穩壓二極管對浪涌電流試驗起到了決定性的作用。浪涌電流試驗就是測定浪涌電流下漏電斷路器的性能。在進行試驗的過程中，所采用的是模擬浪涌漏電流的試驗，在零序電流互感器的兩端分別安裝有電容器、電阻以及穩壓二極管，當電流互感器對非常高的電流信號有所感應的時候，高電流信號就會轉變為電壓信號，可以起到一定的穩壓作用。所以，穩壓二極管對實驗的效果具有一定的影響性。如果穩壓二極管的功率非常小，就容易擊穿穩壓管。在對穩壓管進行選擇的時候，由于芯片的規格是不同的，僅僅從穩壓管的外觀而言，對其運行功率是無法做出準確判斷的，因此需要選擇大芯片。試驗的過程中，穩壓管多數會被擊穿，就必然會導致浪涌電流試驗無法順利進行。因此，要注意穩壓管的選擇。

晶閘管控制極發揮著抗干擾的作用。通過對剩余的額定電流進行整定之后，可以保證剩余電流動作的分段時間與規定的標準相符合。諧波是重要的干擾信號，其充電的時間和放電的時間都非常長，可以對抗干擾信號進行規避。因此，在設計的過程中，要根據額定剩余電流動作的時候的分斷時間選擇電容，以保證試驗的可靠運行。做好元器件的選擇是保證電磁兼容性發揮的關鍵。在對線路板進行設計的過程中，要盡量避免寄生電容。

其二，分析集成電路線路板，了解集成漏電斷路器所存在的缺陷。對漏電斷路器的性能進行試驗中，由于射頻電磁場輻射的抗擾度不足，就使得試驗難以順利展開。在進行閃流抗干擾試驗的過程中，由于有很多的干擾源存在，就會由于負載過多而引發誤動作。在試驗的過程中，主要是使用對講機進行模擬實驗，可以明確，漏電專用芯片時候具有良好的抗干擾性對漏電斷路器的使用質量至關重要。對于抗射頻干擾試驗使用對講機進行模擬上存在爭議，由于其具有強電磁輻射，采用這種模擬的方法是存在一定的合理性的。

圖1為針對實驗設計的電路漏電斷路器的原理圖。其中的R3和R4、VD5和VD6、C6和C7都是基于原有的線路板而設計的抗干擾電路，VD5和VD6是對二極管起到了一定的保護作用，C6和C7都是瓷片電容，即使用特質的陶瓷材料為介質，之后在陶瓷的表面圖上一層金屬薄膜，由此為電極發揮電容器的作用。R3和R4都是電阻。這種設計的抗干擾電路可以穩定電壓信號，有效地過濾諧波，即便漏電斷路器是在不良環境中運行，也可以防止誤動作發生。

結束語

綜上所述，針對漏電斷路器的使用性能進行研究，可以對其優勢以及弱點充分了解，對避免誤動作，排除觸電安全隱患具有可參考價值，對提高供電質量具有重要的作用。

參考文獻

[1] 陳金汕.家用小型漏電保護開關電性能試驗自動操作裝置的設計與應用[J].質量技術監督研究，2014（02）：6―8、29.

[2] 孟繁偉.低壓漏電保護器現場校驗儀的設計與實現[D].河北：河北大學碩士學位論文，2014.

篇（5）

二、單片機開發中的幾個基本技巧

在單片機應用開發中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著。現歸納出單片機開發中應掌握的幾個基本技巧。

1、如何減少程序中的bug。對于如何減少程序的bug，應該先考慮系統運行中應考慮的超范圍管理參數如下。物理參數：這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。資源參數：這些參數主要是系統中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。應用參數：這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。過程參數：指系統運行中的有序變化的參數。

2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優秀的嵌入式系統C編譯器代碼長度和執行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復雜而開發時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調試起來問題就會很多，反而導致執行效率低于匯編語言。

3、如何解決單片機的抗干擾性問題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設計靈活、節省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機干擾最常見的現象就是復位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態。一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還可以根據不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復位過。

4、如何測試單片機系統的可靠性。當一個單片機系統設計完成，對于不同的單片機系統產品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時候，我們還可以模擬人為使用中，可能發生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機系統工作，由此測試抗電磁干擾能力等。

綜上所述，單片機已成為計算機發展和應用的一個重要方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能用單片機通過軟件方法來實現了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統控制技術的一次革命。此外在開發和應用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發揮它更加廣闊的用途。

參考文獻：

[1]何立民.MCS-51系列單片機應用系統設計系統配置與接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51單片機系統及其應用.北京：高等教育出版社，1992

篇（6）

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）05-0000-00

1 引言

壓力傳感器在電子產品中的應用比較廣泛，其信號調理電路通過對信號的調節變換，使信號達到后續電路的接收要求。電路的誤差控制、抗干擾技術對電路的設計至關重要，電路的穩定性直接關系到單片機數據采集系統的準確性和產品的實用性。

本論文的信號調理電路主要用于電子稱等衡器的前端信號處理，量程0―5Kg，其最大允許誤差±1.5e（分度值e=2g）。本論文從誤差分析，力傳感器的選定和放大電路的設計三個方面闡述該電路設計思路。

2硬件設計中誤差解決方法

降低電路元器件產生的噪聲、設置穩壓電流源作傳感器專用電源，可保證傳感器輸出信號精度高，紋波小，穩定可靠，選擇合適的傳感器。

由于組成電路的元件內部會產生一些噪聲，并且實驗中發現，噪聲的功率與輸入的電壓有直接的關系，而且會對實驗的參數產生較大的影響。在試驗中對電阻等噪聲較大的原件通過元件的噪聲參數建立模型來進行系統分析。綜合考慮成本及噪聲性能，選擇噪聲較小的NE5532放大器電路，其相對噪聲比優于同等價格的其他運算放大器。

傳感器采用了N430-5kg應變式壓力傳感器，量程0～5kg，靈敏度為1.0mV/N，體積小，易攜帶；額定輸出1.0±0.15mV/V，能夠滿足實驗精度要求；并能夠使產品具有便攜性，力傳感器后接電橋的以減少溫漂，即電橋壓力傳感器的電橋電阻設為R1=R2=R3=R4=100Ω，差動工作，應變片使得電橋保持了平衡，使得電橋的輸出電壓與電阻變化有關，保持了一個即R1=R-R，R2=R+R，R3=R-R，R4=R+R，則電橋輸出為

3放大電路的分析與設計

整體電路設計如圖3-1所示，包含兩級放大電路，通過反饋設計提高了輸出的準確性。第一級放大電路采用雙運算放大器，此放大器小信號帶寬10MHZ，功率帶寬140KHZ，轉換速率9V/us，符合一般控制電路的設計要求。第二級放大電路采用二階低通濾波運算放大電路。

通過使用Multisim 12.0仿真軟件中的函數發生器模擬在f0=10Hz下的濾波波形，其通帶最大衰減為4.165518dB，阻帶最大衰減為14.403186dB，其中R9和R11=R10//R12，由R12來確定放大倍數，算得Q=0.5，滿足實驗設計要求。

由于在 Multisim12.0仿真軟件中，沒有直接的電荷源信號，考慮到電阻應變式傳感器輸出為電壓信號，改變傳感器的應變重量，在形式上是以電壓的形式輸出的。在電路分析時可以把傳感器看作一個電壓源，其輸出電壓在其電電路中將信號傳遞給放大電路。所以在模擬仿真中，采用了TL431ACD 保證模擬信號輸入端的穩定性。

4 軟件設計中的誤差補償

采用延遲法進行誤差補償，在系統中， 存在控制開關的抖動干擾。抑制這種噪聲方法就是通過延時， 讓接通或斷開信號穩定后系統再工作， 就可以避免抖動干擾。

5 結語

本設計的放大電路的帶寬在890mHZ～123HZ，測得輸入為2.756mv時，輸出為217.177mv，放大倍數約100倍。整體上對各種誤差來源給以充分的估計，并針對不同的情況采取不同的技術措施，以提高系統的抗干擾能力，保證了系統的準確、可靠。

參考文獻

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[2]劉同娟，馬向國.《Multisim在電力電子電路仿真中的應-用》.電力電子，2006.2.

篇（7）

科學技術不斷發展，促進了電子設備的不斷提高，現在人們廣泛應用電子設備，尤其智能手機的應用，其用戶不斷增加，用電設備密度不斷增加，在空間應用過程中，可能造成電磁環境的不斷惡化，電子設備之間可能造成干擾，影響電子設備的正常工作，必須提高電子設備之間的抗干擾性能，因此我們在數字電路設計的過程中，采用數字電路集成電路的方式進行提高抗干擾性能，利用科技手段，不斷提升抗干擾能力，符合現在數字電路設計的發展趨勢。

1硬件抗干擾技術在數字電路設計環節的應用

1.1安全接地技術

安全接地技術是一種常用的技術，把機殼接入大地，讓電量轉移到大地，減少電荷積累情況，減少因為靜電等原因造成人與機械設備等受到安全影響。設備裝置在實際應用過程中，絕緣層可能出現破損等現象，就可能造成機殼帶帶電，這時候的電量是足夠大的，不能及時轉移，可能造成嚴重的后果，利用安全接地技術可以把多余電荷轉移出去，還能及時切斷電源等，對其安全性能起到保護作用。

1.2避雷擊接地技術

用電設備基本都需要采用避雷擊效果，一般通常采用避雷針，當出現雷擊的情況下，可以進行電荷的轉移，下雨天氣打雷時候，出現雷擊的情況是產生電荷的，一旦遇到用電設備等，瞬間可以產生大量的電荷，對周圍人和物產生損害現象，必須采用技術及時轉移電荷，減少對人的傷害，對用電設備也起到保護作用。

1.3屏蔽接地技術

屏蔽接地技術是一種常用的對用電設備的保護作用措施，在實際應用過程中，也是設計人員經常采用的方式，具有一定的應用價值。屏蔽技術需要和接地技術配合使用，其屏蔽效果才能夠提升。像是靜電屏蔽技術。若是在帶正電導體周圍圍上完整的金屬屏蔽體，則于屏蔽體的內側所獲取的負電荷將會等同于帶電導體，同時外側所存在的正電荷也和帶電導體等量，這就造成外側區域仍舊存在電場。若是對金屬屏蔽體進行接地處理，那么外側的正電荷可能會流入大地之中，則可以消除外側區域的電場，也就是金屬屏蔽之中將會對正電導體的電場進行屏蔽處理。屏蔽接地技術的應用，在技術上起到革新作用，在應用過程中，起到重要保護作用，具有一定現實應用價值。

2軟件抗干擾技術在數字電路設計環節的應用

2.1數字濾波技術

數字濾波技術是一種仿真技術，基于硬件設備的仿真技術，但在實際應用過程中，不依賴硬件技術，只是通過模擬技術進行設置，實現數字濾波。在具體應用過程中，先借助于硬件技術進行干擾技術的應用，減少干擾性能，在具體通過軟件進行有效的濾波，起到真正的數字濾波技術，減少抗干擾能力。數字濾波技術的方法有多種多樣，我們在應用過程中，需要根據實際情況，選擇適應的數字濾波技術的處理方式，起到真正數字濾波作用，在數字電路設計的過程中，利用軟件技術進行有效應用，是設計環節中的重要步驟。

2.2軟件“看門狗”的使用

軟件程序在應用過程中，往往容易出現死循環等現象，在數字電路設計過程中，設計者要考慮這方面問題，采用“看門狗”技術，防治程序死循環現象發生。硬件看門狗就是一個定時器對系統進行有效的監控，合理的根據監控情況進行有效處理，起到看門狗的效果。

3實例論述

3.1通過硬軟件技術促使計算機系統脫離死態

為了使干擾問題得到及時的解決，在硬件方面可以使用一個硬件計時器，

3.2程序“跑飛”階段進行數據保存的硬軟件辦法

由于計算機系統在被強電磁干擾或影響之后，計算機系統之中正在正常運行的程序或許會被打亂，進而在內存中出現轉移情況，同時這種轉移是不能被控制的，也就是發生“跑飛”情況。該問題的出現或許會造成確保軟件正常運行的重要參數被破壞、沖掉。通過硬軟件結合措施、方法的運用，能夠在出現斷電事故或者是發生強干擾情況之后，使各重要參數得到保護，從而使系統的連續運轉或者是再恢復獲得可靠的保證。

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[5]姚年春,徐濤.電機保護裝置的抗干擾措施設計[J].信息技術與信息化,2014(04).

[6]熊軼娜,吳躍明,陳潔.數控機床控制系統的抗干擾分析[J].組合機床與自動化加工技術,2009(08).

篇（8）

 現代化工生產中，傳統的手動操作已遠遠不能獲得好的控制品質。目前，在電氣控制領域，國內外普遍采用plc。特別是在高溫高壓、易燃易爆高危生產領域，plc以其在工業惡劣環境下仍能高可靠性工作，及抗干擾能力強的特點而獲得更為廣泛的使用。plc將電氣、儀表、控制這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規模和要求的控制系統，以適應各種工業控制的需要。由于plc是專為工業控制而設計的，其結構緊密、堅固、體積小巧，是實現機電一體化的理想控制設備。隨著微電子技術的快速發展，plc的制造成本不斷下降，而其功能卻大大增強。在先進工業國家中plc已成為工業控制的標準設備，應用幾乎覆蓋了所有工業企業，日益躍居現代工業自動化三大支柱(plc,robot,cad/cam)的主導地位。 

 一、plc具有以下顯著特點 

 1.極高的可靠性 

 由于工業生產的環境條件遠比通用計算機所處的環境差，因此要求plc具有很強的抗干擾能力，并且應能在比較惡劣的運行環境中(如高溫、過電壓、強電磁干擾和高濕度等)長期可靠地運行。 

 2.使用方便 

 （1）操作方便：對plc的操作包括程序輸入的操作和程序更改的操作。大多數plc采用編程器進行程序輸入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根據所需的地址編號繼電器編號或接點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改。 

 （2）編程方便：plc有梯形圖、布爾助記符、功能表圖多種程序控制設計語言可供使用。 

 （3）維修方便：當系統發生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可根據有關故障信號燈的指示和故障代碼的顯示，或通過編程器和crt屏幕的顯示，很快地找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復節省了時間。 

 3.靈活性高 

 plc的靈活性表現在下列三方面。 

 （1）編程的靈活性：plc采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖等，只要掌握其中一種語言就可進行編程。 

 （2）擴展的靈活性：plc根據應用的規模的不斷擴展，它不僅可以通過增加輸入、輸出卡件增加點數，通過擴展單元來擴大容量和功能，也可通過多臺plc的通信來擴大容量和功能。 

 （3）操作的靈活性：操作的靈活性指設計的工作量大大減少，編程的工作量和安裝施工的工作量大大減少，操作十分靈活方便，監視和控制變得容易。 

 4.機電一體化 

 plc是專門為工業過程控制而設計的控制設備，它的體積大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強，機械和電氣部件被有機地結合在一個設備內，把儀表電子和計算機的功能綜合在一起。 

 二、plc應用中需要注意的問題 

plc是一種用于工業生產自動化控制的設備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業環境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強，但當生產環境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證plc的正常運行。要提高plc控制系統可靠性，一方面要求plc生產廠家提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求設計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統的抗干擾性能。因此在使用中應注意以下問題： 

 1.工作環境 

 （1）溫度 

plc要求環境溫度在0~55oc，安裝時不能放在發熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應足夠大。 

（2）濕度 

為了保證plc的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于85%（無凝露）。 

（3）震動 

應使plc遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10~55hz的頻繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。 

 （4）空氣 

避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境，可將plc安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。 

（5）電源 

plc對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。一般plc都有直流24v輸出提供給輸入端，當輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩壓電源。 

2.控制系統中干擾及其來源 

 （1）干擾源及一般分類 

影響plc控制系統的干擾源，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產生磁場，對設備產生電磁輻射；磁場改變產生電流，電磁高速產生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞，這種共模干擾可為直流，亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。 

（2）plc系統中干擾的主要來源及途徑 

強電干擾 

plc系統的正常供電電源均由電網供電。由于電網覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓。 

柜內干擾 

控制柜內的高壓電器，大的電感性負載，混亂的布線都容易對plc造成一定程度的干擾。 

來自信號線引入的干擾 

與plc控制系統連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起i/o信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。 

來自接地系統混亂時的干擾 

接地是提高電子設備電磁兼容性（emc）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使plc系統將無法正常工作。 

來自plc系統內部的干擾 

主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。 

三、結束語 

plc控制系統中的干擾是一個十分復雜的問題，因此在抗干擾設計中應綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制抗干擾，才能夠使plc控制系統正常工作。隨著plc應用領域的不斷拓寬，如何高效可靠的使用plc也成為其發展的重要因素。21世紀，plc會有更大的發展，產品的品種會更豐富、規格更齊全，plc作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業控制領域發揮越來越大的作用。 

參考文獻： 

篇（9）

1．由于雷擊、斷路器操作和短路故障等引起的浪涌和高頻瞬變電壓或電流通過變（配）電所二次側進入遠動終端設備，對設備正常運行產生干擾，嚴重還可損壞電路。2．由電磁繼電器的通斷引起的瞬變干擾，電壓幅值高，時間短、重復率高，相當于一連串脈沖群。3．鐵路電力供電中，特別是現代高速鐵路對電力要求都比較高，一般都是幾路電源供電，母線投切轉換比較頻繁，振蕩波出現的次數較多。

（二）場的干擾

1．正常情況下的穩態磁場和短路事故時的暫態磁場兩種，特別是短路事故時的磁場對顯示器等影響比較大。2．由于斷路器的操作或短路事故、雷擊等引起的脈沖磁場。3．變電所中的隔離開關和高壓柜手車在操作時產生的阻尼振蕩瞬變過程，也產生一定的磁場。4．無線通信、對講機等輻射電磁場對遠動終端會產生一定的干擾，鐵路中繼站通常會和通信站在一處，通信發射塔對中繼站電力遠動終端設備的干擾比較大。

（三）對通信線路的干擾

1．鐵路變電所遠動終端的數據由串口通信經雙絞線進入車站通信站，再經過轉換成光信號沿鐵通專用通信光纜送至電力遠動調度中心，遙信和遙控數據在變電所到通信站的過程走的是電信號，由于變電所高低壓進出線纜很多，遠動終端受的干擾比較大。2．中繼站一般距鐵路都比較近，列車通過時的振動對遠動終端設備有一定的干擾。

（四）繼電器本身原因

繼電器本身可能由于某種原因一次性未合到位而產生干擾的振動信號，或負荷開關、斷路器、隔離開關等二次側產生振動信號。

二、干擾對電力遠動系統的影響

無論交流電源供電還是直流供電，電源與干擾源之間耦合通道都相對較多，很容易影響到遠動終端設備，包括要害的CPU；模擬量輸入受干擾，可能會造成采樣數據的錯誤，影響精度和計量的準確性，還可能會引起微機保護誤動、損壞遠動終端設備和微機保護部分元器件；開關量輸入、輸出通道受干擾，可能會導致微機和遠動終端判斷錯誤，遠動調試終端數據錯誤遠動終端CPU受干擾會導致CPU工作不正常，無法正常工作，還可能會導致遠動終端程序受到破壞。

三、抗干擾設計分析

（一）屏蔽措施

1．高壓設備與遠動終端輸入、輸出采用有鎧裝（屏蔽層）的電纜，電纜鋼鎧兩端接地，這樣可以在很大程度上減小耦合感應電壓。2．在選擇變電所和中繼站電力設備時盡量選設有專門屏蔽層的互感器，也有利于防止高頻干擾進入遠動終端設備內部。3．在遠動終端設備的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可以有效抑制外部高頻干擾。

（二）系統接地設計

1．一次系統接地主要是為了防雷、中性點接地、保護設備，合適的接地系統可以有效的保障設備安全運行，對于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數量，設備接地處增加增加接地網絡互接線，降低接地網中瞬變電位差，提高對二次設備的電磁兼容，減少對遠動終端的干擾。2.二次系統接地分為安全接地和工作接地，安全接地主要是為了避免工作人員因設備絕緣損壞或絕緣降低時，遭受觸電危險和保證設備安全，將設備外殼接地，接地線采用多股銅軟線，導電性好、接地牢固可靠，安全接地網可以和一次設備的接地網相連；工作接地是為了給電子設備、微機控制系統和保護裝置一個電位基準，保證其可靠運行，防止地環流干擾。

3．由于高低壓柜本身都是多都是采用鍍鋅薄鋼板材料，本身也有屏蔽作用，將高低高柜都可靠接地。4．遠動終端微機電源地和數字地不與機殼外殼相連，這樣可以減小電源線同機殼之間的分布電容，提高抗共模干擾的能力，可明顯提高電力遠動監控系統的安全性、可靠性。

（三）采取良好的隔離措施

1．為避免遠動終端自身電源干擾采取隔離變壓器，電源高頻噪聲主要是通過變壓器初、次級寄生電容耦合，隔離變壓器初級和次級之間由屏蔽層隔離，分布電容小，可提高抗共模干擾的能力。2．電力遠動監控系統開關量的輸入主要斷路器、隔離開關、負荷開關的輔助觸點和電力調壓器分接頭位置等，開關量的輸出主要是對斷路器、負荷開關和電力調壓器分接頭的控制。3．信號電纜盡量避開電力電纜，在印刷遠動終端的電路板布線時注意避免互感。4．采用光電耦合隔離，光電耦合器的輸入阻抗很小，而干擾源內阻大，且輸入/輸出回路之間分布電容極小，絕緣電阻很大，因此回路一側的干擾很難通過光耦送到另一側去，能有效地防止干擾從過程通道進入主CPU。

（四）濾波器的設計

1．采用低通濾波去高次諧波。2．采用雙端對稱輸入來抑制共模干擾，軟件采用離散的采集方式，并選用相應的數字濾波技術。

（五）分散獨立功能塊供電，每個功能塊均設單獨的電壓過載保護，不會因某塊穩壓電源故障而使整個系統破壞，也減少了公共阻抗的相互耦合及公共電源的耦合，大大提高供電的可靠性。

（六）數據采集抗干擾設計

1．在信息量采集時，取消專門的變送器屏柜，將變送器部分封裝在RTU內，減少中間環節，這樣可以減少變送器部分輸出的弱電流電路的長度。2．遙信由于合閘一次不到位或由于二次側振動而產生的誤遙信干擾信號，并且還會產生尖脈沖信號，也可能對遙信回路產生干擾誤遙信號。

（七）過程通道抗干擾設計

（八）印刷電路板設計。在印刷電路板設計中盡量將數字電路地和模擬地電路地分開；電源輸入端跨接10～100μF的電解電容。

（九）控制狀態位的干擾設計

（十）程序運行失常的抗干擾設計

（十一）單片機軟件的抗干擾設計

（十二）對于終端至通信站的數字通信電纜加穿鋼管，特別是穿越其他電力電纜時，避免和其他電力電纜等同溝敷設并保持一定的交叉距離。

（十三）對于特殊的變（配）電所或區間信號站的環境

篇（10）

一、背景

近年來，全球衛星導航系統（GNSS）在國家安全、經濟及社 會發展中的作用非常顯著，世界上各主要大國都競相發展獨立自主的衛星導航定位系統，幾乎所有的衛星導航系統都進入了高速發展階段。由于圓極化天線具有接收效率高、抗多徑反射、抗干擾等優點，在衛星導航系統中得到了廣泛應用。本文結合研究項目，對微帶天線的圓極化技術、多頻技術進行了深入的研究，并在此基礎 上設計了三款多頻衛星導航終端天線。根據單饋法實現圓極化的工作原理，并利用雙層貼片疊層設計完成了一款支持北斗L/S頻段的雙頻導航終端天線，此款天線可用于實現北斗系統的短報文通信和定位功能。使用帶威爾金森功分器的雙饋網絡，實現天線的圓極化技術性能，成功研制了一款工作于車載系統中的三頻導航終端天線。

二、微帶天線的理論基礎

微帶天線的概念首先是在 1953 年提出來的，微帶天線是輻射貼片敷在不同介電常數的介質基板上，且介質基板的厚度遠小于微帶天線工作波長。微帶天線的介質基板底層敷以金屬薄膜，作為微帶天線的地板。微帶天線具有高性能、小型化、易于設計等優點，使微帶天線廣泛應用于衛星導航和個人無線通信當中。

微帶天線的帶寬是指微帶天線在接收衛星信號時，能夠在接收頻率的變化內，天線的各項指標在合理變化。天線的帶寬是指天線滿足一定電性能指標的工作頻段范圍。

三、微帶天線圓極化的性質

沿波的傳播方向上看去，波的瞬時電場矢量的端點軌跡構成一個圓，具有這樣的瞬時電場分量的波稱之為圓極化波，由于軌跡是圓，那么也可知瞬時電場的幅度相同。左旋圓極化波是指瞬時電場矢量的端點軌跡依據左手螺旋的方向旋轉。

右旋圓極化波是指瞬時電場矢量的端點軌跡依據右手螺旋的方向旋轉。圓極化波具有以下重要性質：

1.任意的圓極化波都能分解為兩個時間上和空間上幅度相同，相位差 90°方向正交的線極化波。

2.任意極化波都能用兩個圓極化波來合成，且它們的旋向相反，例如，兩個旋向相反、振幅相等的圓極化波能合成線極化波。這也表明圓極化波能夠接收任意非圓極化的來波，反之，任意極化的天線可以接收圓極化輻射來波。這也正是在線極化的標簽天線擺放位置不定的情況下，讀寫器需要實現圓極化工作的原因。

3.圓極化天線具有旋向正交性，即左旋圓極化波和右旋圓極化波具有互斥性，根據發射和接收天線之間的互易定理，輻射左旋圓極化波的天線只能接受左旋圓極化波而不接收右旋圓極化波，反之也一樣。

4.當圓極化波遇到對稱目標時，反射波與入射波的旋向相反。

四、饋電網絡的選擇

本次選擇采用雙饋電網絡，雙饋電網絡的設計把一個圓極化波都可以分解為兩個在空間上和時間上都正交的、等幅的線極化波，通過在輻射單元上施加兩個幅度相等、相位相差90°，并且在空間上正交的線極化電場分量形成圓極化波。雙饋電點激勵可以抑制極化波交叉極化，所以駐波要比單饋電點天線有明顯的提高，特別是阻抗特性會比單饋電點微帶天線有很大提高。

雙饋電點微帶天線設計需要饋電網絡來與兩個激勵相連接。在常見的設計中雙饋電點微帶天線的饋電網絡包括威爾金森功分器、橋式電路、T 型功分器等形式，其中威爾金森功分器可以把一路輸入信號的能量分成兩路相等能量，因此選擇威爾金森功分器作為雙饋電點微帶天線的饋電網絡。

五、結論

由于衛星信號的脆弱性，極易受到空間噪聲干擾、有意或是無意干擾等，尤其是在軍事領域，衛星導航系統抗干擾成為研究熱點。具有抗干擾性能的微帶天線逐漸得到重視，它對整個系統抗干擾性能發揮著很大的作用。所以，具有一定能力的抗干擾的微帶天線是未來衛星導航系統中天線的發展趨勢。

本論文主要完成了以下工作：

1）分析了國內外衛星導航系統的歷史和發展趨勢，特別是在軍事領域衛星導航系統的重要性。闡述了抗干擾陣列中天線陣元的布局和微帶天線性能對陣列抗干擾性能的關系，以及抗干擾微帶天線研究的意義和價值。

2）詳細闡述微帶天線的分析方法和輻射機理，并對微帶天線各性能指標做了深入的分析，對微帶天線設計起到理論指導作用。并介紹了高合介質材料在微帶天線中的應用現狀，對今后設計者將復合介電常數材料用于制作小型化微帶天線有一定的借鑒作用。

3）根據抗干擾陣列指標要求，需要設計一款能夠兼容接收北斗-B1 和 GPS-L1兩個不同頻率段的微帶天線。根據饋電點的不同方式，設計了一款單饋電點的微帶天線和一款附有饋電網絡的微帶天線。通過對各方面因素進行衡量，最終選取單饋點微帶天線作為設計方案。

4）完成微帶天線加工制造之后，對微帶天線進行了修正與調測。對微帶天線進行了不同的環境試驗。最后對微帶天線進行實際環境的接收衛星實驗，實現的定位要求，并能交付使用。

由于能力有限還有很多東西未能夠展開：