微波干涉仪研究(2)
1.2 微波干涉仪发展及应用 干涉仪是利用电磁波通过物体时所引入的相移以及电磁波与待测物体的某种属性的关系来测量物体的特性如光频、声频或无线电频的仪器。 干涉仪最早应用在光学领域。主要利用干涉原理测量光程差来测定有关物理量。两束相干光的光程差的细微变化都会灵敏地引起干涉条纹的移动，而相干光通过的几何路程发生改变或介质折射率发生变化都将引起光程的变化，因此通过测量干涉条纹的移动可测量物体长度或折射率的改变量，进而测得与此相关的其他物理量。光学干涉仪分为多光束干涉仪和双光束干涉仪两大类，前者有法布里-珀罗干涉仪等，后者有迈克耳孙干涉仪、瑞利干涉仪及其马赫-秦特干涉仪、变型泰曼干涉仪等。干涉仪有极为广泛的应用，主要有: 折射率的测定；检验光学元件的质量；长度的精密测量；用作高分辨率光谱仪；波长的测量等。光学干涉仪有悠久的历史，1851年，菲佐通过介质中测量光速的实验，来验证运动介质是否曳引以太。1887 年，迈克耳逊和莫雷利用迈克耳孙干涉仪检验以太的运动。这后来对爱因斯坦提出的狭义相对论提供了证明。后来人们根据光与电磁波的关系，研制出了无线电干涉仪。它是通过相位比较技术来测量物体运动轨迹等参数的无线电测量系统。无线电干涉仪系统具有抗干扰性强、测量精度高等优点。 微波干涉仪由于其在生产过程和控制过程中的快速增长已被广泛应用于工业领域文献综述，特别是在高温、潮湿、烟雾和有爆炸可能性的恶劣环境中。最近，微波雷达在汽车领域的应用引起极大关注，在未来具有一个庞大的潜在市场。更重要的是，在微波范围内的高速固态电操作的进步使得传感器比以前更轻、更便宜、更紧凑。这种进步使得在平面结构设计和实现传感器成为可能。 干涉仪常被用来测量介质介电常数和厚度，通过测量平面反射波和发射波的相位即可以确定介质的介电常数和厚度，同样的原理也可以用于干涉测量，通过定义相位和待测物理量之间的关系就可以测量位移、距离和速度。例如可以测量金属板的位移、水位和运动物体的速度。
1.3 本文主要工作 本文主要工作有以下几点: （1）对微波干涉仪工作原理及系统设计做简要的概述。 （2）介绍干涉仪前端结构，完成硬件电路的制作，相关软硬件的调试。 （3）论述了微波干涉仪的关键技术，包括相位解缠、 泄漏误差分析以及正交混频器的误差分析。 （4）用干涉仪进行了实验验证，并对实验数据进行了分析， 介绍了实验的后续工作。
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