利用HFSS进行波导单孔定向耦合器的仿真设计

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PLAY:CLR P3.4 ;存储器片选信号MOV A,#81H ;选择播放段落MOV DPTR, #0A900H ;选通语音芯片MOVX @DPTR, A ;送指令第一个字节MOV A,#10H ;指令第二个字节MOVX @DPTR,A ;送第二个字节SWAP A ;取忙碌状态ANL A,#0FH

MOV B,A MOV A,#28H DJNZ ACC,$ ;等待

L23: MOVX A,@DPTR ;是否播放完毕ANL A,B JNZ L23NOP

LJMP PLAY

参考文献

[1]MSM6295.Data .2005-7.[2]楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例[M].北京航空航天大学出版社,2003.

[3]何希才.常用集成电路简明速查手册[M].国防工业出版社,2006.[4]百度百科.

利用HFSS进行波导单孔定向耦合器的仿真设计

陕西黄河集团有限公司12车间 郭宏博 盛利利 杨 辉

【摘要】本文介绍了单孔定向耦合器的仿真设计方法，该定向耦合器在一定条件下的方向性可以达到20dB以上，并具有结构简单、驻波小、方向性强等特点。【关键词】单孔；定向耦合器；HFSS仿真

1.前言

定向耦合器是一种具有一定方向性的分功率器，在微波系统中较为常见，它能从主传输系统的正向波中按一定比例分出部分功率，而不从反向波中输出功率，因此可以利用定向耦合器对主传输系统中的入射波进行取样。

较为常见的波导定向耦合器有：单孔定向耦合器、双孔（槽）定向耦合器、多孔（槽）定向耦合器、十字孔定向耦合器等。虽然单孔定向耦合器结构简单、性能良好，但在以前一段时间里，由于缺少仿真措施，单孔定向耦合器等微波器件的设计需要公式的近似计算来解决，实际效

果不理想，因此单孔定向耦合器被采用的较少。但随着科技的发展，仿真软件的出现和完善，单孔定向耦合器的设计出现了可能。本文现就利用HFSS仿真软件针对于单孔定向耦合器进行了仿真设计，发现在一定条件下，单孔定向耦合器的方向性可以做到20dB以上，满足工程设计要求。

2.定向耦合器的设计2.1 技术要求：1）相对带宽≥15％；2）VSWR≤1.30；3）方向性≥20dB；4）耦合量≥-35dB 2.2 设计过程

2.2.1 设计思想

单孔定向耦合器是指在主传输系统和采样传输系统之间用单孔来进行耦合，为了获得定向型，该单孔必须开在两个矩形波导的公共宽壁的中心上，且两个矩形波导之间要保证一定的斜扭角度。由小孔耦合理论可知，小孔可用电和磁偶极矩后成的等效源来代替，因此利用调节这两个等效源的相对振幅可以消除在隔离端口方向的辐射，而增强在耦合端口方向的辐射，从而获得理想的定向性。

2.2.2 模型的建立

电磁仿真软件HFSS是作为行业标准的3D全波电磁仿真工具，它融合了全波频域有限元法、积分方程法、区域分解算法等来对微波器件进行仿真计算的。众所周知，有限元法是基于微分方程方法的数值方法，相应的支配方程是麦克斯韦方程组演化而来的亥姆赫兹方程或者泊松方程，因此该软件能够较为真实的模拟现实环境，提高仿真的准确性。它也是目前微波仿真领域上的首选软件。

为了准确的对单孔定向耦合器进行仿真，首先要在HFSS中建立相应的模型，由于一般单孔定向耦合器的耦合量都不大，为了获得较大的耦合量，本模型将两个矩形波导之间的公共壁厚缩小为0.50mm。为了使模型的计算简洁明了，在本模型中，耦合孔的直径r和两个波导之间的斜扭角度θ分别设为变量。具体模型如图1所示。

模型建立后，需要对模型进行边界

图1 波导单孔定向耦合器的仿真模型图图2 θ为50度、r为11.2mm时的驻波曲线图图4 θ为50度、r为11.2mm时的方向性

图3 θ为50度、r为11.2mm时的耦合量

设置，首先将该模型的四个端口设置为波端口，由于在该软件中由这样一个默认设置，即凡是没有模块交叉之处都为金属表层，因此不需要对模型的外壁进行设置。完成边界设置后，设置需要计算的频率范围和精度要求，

2.2.3 仿真结果

根据上面的模型，利用HFSS进行了全面的计算，若计算结果不能满足要求，可对其中的变量进行变化，继续仿真，直到有满意结果为止。本次仿真经过反复计算后，得到较好的仿真结果：在斜扭角度为50度左右时，定向耦合器的方向性最

好，在整个频带那可达到21dB以上；驻波

在频带内小于1.1；耦合量在频带内皆可

大于-35dB，基本满足工程设计要求。具

体结果如图2-4所示。

3.结论

本文利用仿真软件Ansoft HFSS进行

仿真设计的波导单孔定向耦合器完全满足

技术指标的要求，可以用于工程设计。

参考文献

[1]王新稳,李萍.微波技术与天线[M].电子工业出版

社,2003.

[2]廖承恩.微波技术基础[M].西安电子科技大学出版

社,1994.

作者简介：

郭宏博（1983—），女，大学专科，雷达天线调试

助理工程师，现供职于黄河集团。

盛利利（1982—），女，大学专科，雷达天线调试

助理工程师，现供职于黄河集团。

杨辉（1984—），男，大学本科，雷达天线调试助

理工程师，现供职于黄河集团。

纺织车间生产管理与监测系统设计

浙江工业职业技术学院 金永敏

【摘要】文章介绍了一种基于RS-485总线的纺织车间生产管理与监控系统，该系统主要由安装于纺织机的纺机生产监控仪与纺织车间管理软件两大部分组成，通过RS-485总线使织布车间的所有织机形成计算机控制与管理网络，并建立相应的生产管理数据库，实现了从制定计划到生产过程监控，再到生产状况的各种统计。成果可应用于各种新建纺织车间，同时也可以技术改造的方式应用于现有的纺织车间以及印染车间，有利于提升中小型纺织印染行业车间的信息化管理水平，减少管理环节，提高管理效率，从而提高企业的竞争力。

【关键词】生产管理与监测；RS485；纺织车间

随着我国纺织业的发展，许多国内很多纺织企业尽管实现了生产自动化，但也出现了企业管理和生产操作脱节的问题。目前，国内少数纺织企业通过生产管理信息管理自动化改造或实施ERP(企业资源计划)系统等方法，较好的解决了企业管理和生产操作脱节的问题，取得了显著的经济效益。这类解决方案成本普遍较高，市场上实施成本在10万元以下的生产管理自动化改造解决方案极少。本文研制的纺织车间集散型生产管理与监测系统定位于企业上层ERP与底层设备自动控制系统之间，协助企业建立快速反应的、有弹性、精细化的生产管理环境，提高劳动生产率。

1.纺织车间生产管理与监测系统总体方案设计

纺织车间生产管理与监测系统主要由安装于纺织机的纺机生产监控仪与纺织车间管理软件两大部分组成，通过RS-485总线使织布车间的所有织机形成计算机控制与管理网络，并建立相应的生产管理数据库，实现了从制定计划到生产过程监控，再到生产状况的各种统计。

1.1 纺织车间生产管理软件总体设计方案

纺织车间生产管理软件将在Visual

Studio 2005平台开发完成，数据库部分采

SQL Sever 2005，管理软件通过对

数据库进行访问。管理软件包括各类界面

操作模块、数据库操作模块、数据通信模

块，以及数据统计与分析模块。需要实现

纺织车间实时生产数据采集与统计、单台

纺织机参数设置、纺织车间员工考勤管理

与工作量统计分析以及工资计算、纺织车

间员工排班管理、单台纺织机产品与产品

统计分析、纺织机维修信息管理与故障率

分析、纺织机异常分析等功能。

1.2 纺织车间生产监测仪总体设计

方案

纺织车间生产监测仪一方面执行系

统管理软件的命令进行相应的控制操作，

另一方面，把取得监测数据通过数据通道

传送给管理软件，以便工作人员做出相应

的操作。监测仪主要用于记录员工在操作

纺织机的生产过程产生的数据、产品型

号，并根据上位机的要求，将一些重要信

息发送到管理软件的数据库中。纺织机生

产监控仪在以PIC16F946单片机为核心的

硬件平台上开发完成，其硬件电路由数据

存储模块、产量检测电路模块、开关机执

行电路模块、人机对话电路模块、RS485

通信电路模块、产量计算模块组成。

2.纺织机生产监控仪设计

纺织生产监测仪的功能设计：

纺织生产监测仪主要用于记录员工

在操作纺织机的生产过程产生的数据、产

品型号，并根据管理软件的要求，将一些

重要信息发送到管理数据库中。该监测仪

的功能可以分为布匹的生产产量计算模

块、员工信息和生产数据的设置模块、

RS-485数据通信模块和信息存储模块与信

息显示，具体功能模块如下：

(1)布匹的生产产量计算模块

布匹的生产产量计算模块由从传感

器取到的转轴脉冲数和定时器的定时时间

两部分组成。其计数的基本原理是，当转

轴的转速一定时，一秒钟脉冲数为定值，

一秒钟生产的布匹长度为定值，所以员工

生产的产量为每秒钟的产量累加值。

(2)员工信息和生产数据的设置模块

该模块主要完成企业员工在生产时

的信息录入并保存，包含以下几个子模

块。1)员工号设置：用于设置该机器的使

用者，一个员工可以在多台机器上工作，

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