单热路热敏式太赫兹波功率计研究

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文单热路热敏式太赫兹波功率计研究2013年6月InvestigationofaSinglePathThermalPowerMeterforTqahertz晰lveleraertzWaByZhuJiaADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMas

2、terofEngineeringInstituteofElectronics，ChinaAcademyofScienceJune，2013研究成果声明，本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院电子学研究所或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：膏讪了羔日期：

3、2。13．s．弓l关于学位论文使用权的说明本人完全了解中国科学院电子学研究所有关保留、使用学位论文的规定，其中包括：①电子所有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②电子所可以采用影印、缩印或其他复制手段复制并保存学位论文；③电子所可允许学位论文被查阅或借阅；④电子所可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤电子所可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。日期：2013’丐-≥1日期：幻l弓．乡。弓1摘要太赫兹波技术的开发和利用越来越受到人们的关注，因此对太赫兹波测量仪器有了更加紧

4、迫的需求。本文完成对W波段微波功率测量仪器的实现，并且完成了与之匹配的自动定标电路，为后续设计实现220G太赫兹频段波功率测量仪器服务。本文的W波段微波功率测量仪器属于量热计型，采用的方法是将微波吸收并转换为热量，通过测量热量来计算微波能量。该仪器包含微波功率探头和功率测量电路两部分，微波通过波导传输后，被波导末端的吸收体吸收并转换为热量，热量通过一个单独热路传导，并与环境发生热交换而达到热平衡，在此过程中，由微波产生的热量会导致热路上的温度改变，本文通过在热路上的恰当位置的温度传感器测量热路上的温度变化，并计算所测量的

5、电磁波功率。最后通过微波测量电路测量温度差来实现。在研究功率测量原理的基础上，本文设计了对W波段微波功率测量仪器的定标电路，以实现W波段功率测量的定标。定标采用电替代式辐射计方法，即是通过电加热等效代替微波能量的方法实现的。该定标电路通过一个双串口的单片机控制，设计包括数控电压源、数据采集和存储模块三个部分。W波段微波功率测量和定标仪器的完成，是后续实现更高频率(220G)的功率测量仪器的基础。220G太赫兹波功率测量设计沿袭了W波段微波功率测量仪器和定标几乎所有的原理，在本文中提出了220G太赫兹波功率计的测量和定标电

6、路的详细集成化设计方案。关键字：太赫兹，热敏式，功率测量，电定标，单片机控制AbstractPeoplehavebeenpayingincreasinglyattentiontotheexploitationandapplicationoftheterahertztechnology．Atthesametime，theinstrumentsformeasuringterahertzisneededurgentlynOW．Thepaperisintendedtodesignaninstrumentformeasuringt

7、hepowerofterahertzin220GHz．However,asaneasiersubstitute，wehaveaccomplishedapowerprobeinW-band，andworkoutacalibrationcircuitmatchingthepowerprobe．InthepaperW-bandpowerprobebelongstothecalorimetertype．Intheprobe，microwaveisabsorbedandtransformedtoheat，andthenwemeas

8、urethequantityofheattorepresentthemicrowaveenergy．Theinstrumentcomprisespowerprobeandpowermeasuringcircuit．Intheprobe，electromagneticpowerisguidedthroughawaveg