论文部分内容阅读
太赫兹波的开发和应用近年来倍受人们的关注。在太赫兹频段的高频端，传统的用于微波频段的检波式测量方法失效，而测热式检测方法能够覆盖整个太赫兹频段。目前，对太赫兹波的测热式功率测量设备大多停留在实验室中，对测量环境温度要求较苛刻、测量准确度较低、测量程序复杂、成本较高，制约了这一项技术的实际应用。因此，对测热式太赫兹功率测量技术相关问题开展进一步深入研究，进而研制简便小巧、成本低廉的太赫兹功率测量设备具有重要的现实意义。 本论文在研究太赫兹功率测量设备方面的具体工作: 1、提出了一种基于热传导理论的室温下应用的测量设计方案，并对方案进行了评估; 2、在原有探头原型的基础上，针对原型的缺陷，对热传输体部分、定标模块在探头中的部分、热敏传感器部分及定标理论四部分提出了改进方案，并通过ANSYS有限元软件对改进的探头结构做了温度场分布的仿真，验证改进的探头结构的可行性; 3、设计了基于ARM的控制系统的硬件部分。设计了温度数据采集模块、自动定标模块、串口通信模块及LCD模块，并对设计的电路板进行了硬件电路的焊接和调试; 4、设计了基于ARM的控制系统的软件部分。编写了输入电平软件滤波、浮点数运算、数据的写入与读出、环境温度补偿及各辅助模块的驱动程序; 5、本文最后还研究了将测量频段延伸至220GHz的解决方案，提出了向更高频段扩展的方法。 本论文提出的方案综合考虑了成本、使用环境条件、简便性、可扩展性及准确度等因素，实际测试结果表明，此功率测量设备具有室温下使用、简便小巧、成本较低、测量准确度高并且可扩展的优点，能够满足应用的需要。