微波耦合套对正装置设计

毕业设计（论文）题目微波耦合套对正装置设计姓名戚亚克学号3110611105分院机电与能源工程学院专业班级机械设计制造及自动化113班指导教师张炜完成时间2015年05月15日浙江大学宁波理工学院毕业设计（论文）I摘要在微波系统中，耦合器是将一路的微波功率按照一定的比例分成几路的一种元件。主要包括：定向耦合器、功率分配器以及各种微波分支器件。本文设计的微波耦合器对正装置机构主要结构包括：X-Y向对中组件，z向对中组件，涡轮微调组件，X-Y向基座，X向导轨，Z向铜套基座，底座，X向滑动块。将耦合套的左右两部分分别放置在10#腔内，并进行固定。移动滑板使耦合套左右两端接触，通过两端的粗调处对耦合器进行粗略的对正调整。根据观察测微仪上显示的数据可以得出耦合器的对正情况。再通过微调装置对耦合套的进一步对正进行调节，使其达到对正要求。本文重点介绍了该耦合器对正装置的工作原理以及机构的各组成部分及其作用。关键词：耦合器；微波耦合器对正装置；机构浙江大学宁波理工学院毕业设计（论文）IIAbstractInmicrowavesystems,couplerisallthewayofmicrowavepower,inaccordancewithcertainproportionintoseveralroadofanelement.Mainlyincludes:directionalcouplerandpowerdividerandvariousbranchesofmicrowavedevices.Inthispaper,thedesignofmicrowavecoupleraredeviceofmainstructuresinclude:componentoftheX-Y,zcomponentto,wormgearfine-tuningcomponents,x-ypedestal,Xtotheguiderail,ztothecopperbase,base,Xtotheslidingblock.Placethecouplerofboththeleftandrightsidesrespectivelyin10#cavity,andfixed.Mobileskateboardingaroundthecoupleronbothendsofthecontact,throughthethickattheendsofthemediationtoroughcouplerisadjusted.Accordingtotheobservationdataisdisplayedonthemicrometercanobtaincouplertoalignthesituation.BytrimmingdevicecouplerintoanotherKeyword：coupler;Microwavecouplerfordevice;partIII目录摘要...............................................................IAbstract...........................................................II第一章绪论......................................................11.1耦合器的概述..............................................11.2对正装置课题设计的背景和意义..............................21.3研究必要性................................................3第二章对正装置工作原理.........................................42.1工作步骤..................................................42.2设计及制作过程中的难点分析................................52.3小结......................................................6第三章耦合器对正装置组件及重要零件设计............................73.1底板的设计.................................................73.2X-Y向对中组件的设计......................................83.3Z向对中组件的设计.......................................103.4涡轮微调组件的设计........................................113.5X-Y向基座的设计..........................................133.6X向导轨的设计............................................143.7Z向铜套基座的设计.......................................153.8X向滑动块的设计.........................................173.9Ｚ向固定支架的设计.......................................193.10设计中的注意事项.........................................203.11小结.....................................................20第四章总结......................................................21参考文献..........................................................22致谢..............................................................231第一章绪论1.1耦合器的概述光电耦合器是一种以光为媒介进行电信号的传输的电转化为光转化为电的转换器件。它是由发光源和受光器两部分组成的。在同一密闭的壳体内把发光源和受光器组装在一起，并且彼此间用透明的绝缘体进行互相隔离。发光源的引脚是输入端，受光器的引脚是输出端，发光二极管是常见的发光源，光敏二极管、光敏三极管是常见的受光器等等。另外，光电耦合器的种类比较多，常见有光电三极管型、光电二极管型、光控晶闸管型、光敏电阻型、集成电路型、光电达林顿型等。图1-1光电耦合器定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件，它是由耦合装置联系在一起的两对传输系统构成的光耦合器一词，由来已久。由于半导体技术的进步以及在光电子学全面研究的成果基础上，光耦合器因此而发展起来的。光学与电子学是两个完全不同的学术领域，以前，在它们各自的领域里都进行过了对应独立的研究，但是随着包含半导体技术在内的各种边缘科学技术的逐渐发展，因此产生了要将光学与电子学融合在起来的想法，因此产生结果便是光电子学这个分支。关于光电子发展的历史过程，应经有作者进行了详细的描述。随着光电子学日新月异地进步和发展，也已经有作者举出十余个项目对此加以说明。经过了对光电子学的长期考察研究，发现光电子学在很多的领域都得到了相应的应用。已经达到一定实用程度的是按照Loebner提出的光耦合方法组成的、用于信号的传送的光耦合器。如图1-2和图1-3所示，这种光祸合器是由封入同一管壳内的发光元件和受光元件所组成。采用光耦合器的电路与通常的电子线路相比，具有如下一些优点:1)输入电路与输出电路之间能电气隔离，并绝缘。22)信号传送方向具有单向性。3)能用很少电路元件构成电路。4)光信号、电信号都可使它动作。5)用可见光作光源时，工作状态可以直接看到。6)适用于模拟信号和数字信号。7)用作开关时，构造简单、价廉、交流直流都能用。图1-2光电耦合器的结构之一图1-3光电耦合器的结构之二另外，由于光电耦合器在结构特点方面比较独特，因此在实际的使用过程中，会具有下面比较明显易见的优点：(1)对接地回路产生的噪声能够产生有效的抑制作用，并能有效的消除地干扰，使得信号现场与主要控制端在电气上的形成完全隔离，从而避免了主控制系统受到意外的损坏。(2)可以在不同的电位和不同的阻抗之间进行电信号的传输，并且对信号具有放大和整形等功能，使得实际电路设计变得更加的简化。(3)开关速度快，高速光电耦合器的响应速度到达ns数量级，在极大程度上的拓展了光电耦合器在数字信号处理方面的应用。(4)体积小，器件大多都采用双列直插封装，具有单通道、双通道以及多达八通道等多种结构，使用非常方便。(5)可替代变压器隔离，不会因为触点的跳动而产生尖峰的噪声，并且抗震动能力和抗冲击能力比较强。(6)高线性型的光电耦合器除了在电源监测有应用之外，还在医用设备上有一定的使用程度，能十分有效地对病人的人生安全进行保护。1.2对正装置课题设计的背景和意义微波耦合器是一种用于微波装置中的无源器件，微波耦合器包括带有内腔的壳体，在壳体内腔中设置并排的主信号线和耦合信号线，在主信号线和耦合信号线3外侧设置有能够改变主信号线与耦合信号线间距的调节装置，调节装置通过绝缘件与主信号线或耦合信号线接触。微波耦合器产品性能稳定、制造工艺简单、制造成本低。它广泛应用于室内布线系统工程中移动通信信号的功率分配，是将主要通信以耦合度耦合到另一通道输出装置。对于微波耦合器对正装置的设计能对微波耦合器圆盘的对正能更好的实现，达到所需的要求，节省大量的时间。1.3研究必要性本课题研究的是微波耦合器对正装置的设计，即设计一种机构系统能够实现微波耦合器的两端的对正，并且要达到一定的对正精度要求。而这一过程要通过所设计的装置来进行实现，保证在耦合器对正的情况下，还要保证其对正精度，另外，要保证对正装置的工作效率。耦合器在现在社会应用的越来越广泛，所以本课题对于微波耦合器对正装置的设计是很有必要的。4第二章对正装置工作原理2.1工作步骤本课题设计的微波耦合器对正装置，它的三维图如图2-2，二维装配图如图2-3。该对正装置机构主要分为涡轮微调组件、X-Y向对中组件、Z向对中组件、Z向铜套基座、X-Y向基座、X向导轨、测微器固定架、底座。对正装置的工作步骤如下：1.将耦合套的左右两部分分别放置在10＃腔内，并对其进行固定，防止在对正时出现耦合套滑动的现象。2.移动滑板使耦合套左右两端接触，通过两端的粗调处对耦合器进行粗略的对正调整。3.据右侧测微仪上显示的数据来判断两端耦合套的对正情况，由此做出相应的对正调整。4.通过微调装置1、2对耦合套的进行进一步对正进行调节，让两边的对正达到一定的精度要求。5.耦合器对正达到要求后，滑动右侧滑板拿出耦合套。图2-1对正装置的简图对于微波耦合套的对正装置的尺寸大小的设计，要先通过资料去了解耦合器的基本尺寸大小的情况，只有在对耦合器有一定的了解后，才能对对正装置的设计尺寸进行确定，从而不会出现由于尺寸的错误而导致产品设计的失误。52.2设计及制作过程中的难点分析在对该微波耦合器对正装置的机构设计中，我总结归纳出了几大难点，如下：1.将耦合器放置在对正出要保证其对于底面的垂直度。只有在耦合器的两端的平行误差在允许的范围内，才能进行耦合器的对正。2.微调装置的设计问题。微调如何设计才能使得在要使耦合器对正的情况下进行精确的操作，而且每次微调都应该对耦合器的对正有较好的帮助。3.对于耦合器对正精度的保证。添加一个对正识别装置，一套测试头组合，通过电子仪器识别其对正情况，保证对正误差。４.在安装完成后，对应的一些零件的运动要有一定的保证，如微调手轮在转动是