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绪论1

第一篇　微波信号特性的测量6

第一章　微波测量用信号源6

1-1　微波测量用信号源的种类与用途6

1-2　微波信号发生器及标准信号发生器7

1-2.1 电子管微波振荡器8

（1）微波三极管振荡器8

（2）速调管振荡器9

1-2.2 固态微波振荡器及调幅器12

（1）微波晶体管振荡器12

（2）体效应管振荡器13

（3）PIN管调制器16

1-2.3　微波信号发生器的工作特性19

（1）频率特性19

（2）输出特性20

（3）调制特性21

1-2.4　信号发生器的稳频与稳幅22

（1）锁相稳频22

（2）自动稳幅25

1-3　微波扫频信号发生器26

1-3.1　返波管扫频发生器26

（1）返波管振荡器原理简述26

（2）一般扫频发生器的组成27

1-3.2 固态扫频发生器28

（1）用变容管调谐的扫频振荡器28

（2）用YIG调谐的扫频振荡器29

1-4　频率合成式信号发生器31

1-4.1 直接式频率合成器32

1-4.2　锁相式频率合成器34

（1）用数字式锁相环构成频率合成器34

（2）两种微波频率合成器方案举例35

第二章　信号频率及波长的测量39

2-1 频率标准39

2-1.1 石英晶体振荡器39

2-1.2　铷原子频率标准41

2-1.3　铯原子频率标准43

2-1.4　氢原子频率标准44

2-2　频率测量方法45

2-3　微波外差式频率计47

2-4　微波计数式频率计48

2-4.1　直接计数式48

2-4.2　预分频式52

2-4.3　外差变频式54

2-4.4　频率转换式56

2-5　微波谐振式波长计59

2-5.1　带耦合元件的谐振腔等效电路59

（1）单口式谐振腔60

（2）二口式谐振腔63

2-5.2　谐振式波长计的不同接入方式及谐振指示　66

（1）反应式波长计66

（2）反射式波长计70

（3）传输式波长计71

2-5.3　波长计用的谐振腔类型和特性72

（1）同轴TEM型λ/2谐振腔73

（2）同轴TEM型λ/4谐振腔74

（3）电容加载式同轴谐振腔75

（4）电容加载式E01 0圆柱腔75

（5）H111及H011型圆柱腔77

第三章　信号电平与功率的测量83

3-1　概述83

3-2　信号电平的对数单位——分贝83

3-3　信号电平指示器的分类85

3-3.1　按测量范围或灵敏度高低分类85

3-3.2　通过式与终端式电平指示器87

3-3.3　峰值与平均值电平指示器89

3-4　晶体二极管检波器及超小功率计90

3-4.1　微波检波二极管的种类及性能90

3-4.2　检波晶体座及实现宽带匹配的途径92

3-4.3　宽带匹配晶体检波器的性能指标和用途举例95

3-4.4　晶体检波式超小功率计97

3-5　热偶式安培计和中、小功率计98

3-5.1　热偶式安培计及毫安计98

3-5.2　热偶式中功率计99

3-5.3　薄膜热偶式小功率计100

（1）铋-锑薄膜式热偶100

（2）薄膜-半导体热偶101

3-6　测热电阻式检波器、小功率计及伏-安校准器104

3-6.1　测热电阻元件的种类104

3-6.2　测热电阻座106

（1）同轴线测热电阻座107

（2）波导测热电阻座108

3-6.3　镇流电阻式检波器及峰值功率计的指示电路111

3-6.4　测热电阻功率计电桥指示电路113

（1）不平衡式电桥113

（2）平衡式电桥115

（3）自动平衡电桥117

（4）温度补偿双电桥118

（5）双电桥的改进型120

3-6.5 测热电阻通过式功率计及伏-安校准器电路122

3-7　量热式功率计124

3-7.1 干负载式静止量热计124

3-7.2　可校准测热电阻座的微量热计127

3-7.3　水负载流动式量热计129

3-8　微波功率计的误差分析与校正132

3-8.1　失配误差的性质与处理132

3-8.2　效率误差、替代误差及其修正135

3-8.3　仪表误差及测量总误差的估计136

3-9　微波功率计的校准与比对137

3-9.1 交替接入比较法138

3-9.2　单定向耦合器法139

3-9.3　调配反射计法141

3-9.4 功率方程法（广义反射计法）145

第四章　信号波形与频谱的测量148

4-1　信号波形与频谱的关系148

4-2　常见信号波形及其频谱149

4-3　测量信号波形的主要仪器——电子示波器156

4-3.1　通用电子示波器156

（1）示波管显示部分157

（2）垂直放大部分159

（3）水平扫描部分168

4-3.2 超高频实时示波器176

（1）普通示波管的高频限制176

（2）显微示波器179

（3）行波示波器180

（4）新近发展及趋向183

4-3.3　采样示波器184

（1）垂直采样部分184

（2）采样时基部分189

4-4 测量信号频谱的主要仪器——频谱分析仪193

4-4.1　频谱分析仪的分类194

（1）实时式和非实时式（扫描式）194

（2）扫频射频调谐式与扫频超外差式195

（3）扫中频与扫前端的超外差式196

（4）基波混频式与谐波混频式199

4-4.2　微波频谱分析仪的主要性能参数及其对观测频谱的影响201

（1）与幅度有关的诸参数201

（2）与频率有关的诸参数203

（3）有关频率分辨力的一些问题204

（4）分析脉冲调幅波时两种不同的频谱显示208

第二篇　微波网络特性的测量214

第五章　反射参量的测量214

5-1　本章任务概述——驻波比、反射系数、输入阻抗、网络参数sii等的关系214

5-2　开槽测量线法220

5-2.1　开槽测量线的构造要点220

（1）开槽线段220

（2）探针及滑行座221

（3）检波与指示装置221

5-2.2 开槽测量线的基本测量方法222

（1）测量驻波比S223

（2）测量复数Γ和Z223

5-2.3　开槽测量线的误差分析与检定224

（1）过渡段的不连续性225

（2）中介传输线的衰减227

（3）探针的加载作用229

（4）机械不平稳性234

（5）测量线的准确度等级及其检定236

5-2.4　可避免某些误差的变通测量方法238

（1）不依赖于检波律的一些测S法238

（2）可消除Sr影响的一些测S法239

（3）测量大驻波比时减免探针误差的测法243

5-2.5　扫频测量线技术245

5-3　反射计法247

5-3.1　微波反射计的组成方式及工作原理247

（1）双定向耦合器式247

（2）单定向耦合器式250

（3）可以兼测argΓ的反射计251

（4）反射计的主要误差来源254

5-3.2　调配式反射计255

5-3.3 扫频反射计257

（1）扫频反射计的组成及读数方式257

（2）扫频反射计的信号流图分析262

（3）扫频反射计的发展268

5-4　电桥法271

5-4.1 波导魔T电桥271

（1）平衡电桥法272

（2）不平衡电桥法273

5-4.2　微波电阻电桥274

5-5　旋转式驻波指示器275

5-6　自动阻抗显示仪277

第六章　传输参量的测量281

6-1 传输参量测量的任务——衰减及相移的测量281

6-2　各种传输损失与衰减的定义及某些测量误差281

6-2.1　插入损失与衰减281

6-2.2　替代损失与增量衰减283

6-2.3　变换器损失与传输效率284

6-2.4　衰减测量中的失配误差285

6-2.5　漏场和串扰误差286

6-3　功率比法测衰减（点频与扫频）287

6-3.1　单只功率计或平方律检波器法287

6-3.2　取样检波求比值法289

6-3.3　稳幅信号源及校准栅线法290

6-3.4　用功分器的两路比较法291

6-4　替代法测衰减292

6-4.1　高频替代法293

6-4.2　中频替代法295

（1）串联替代式电路295

（2）并联替代式电路296

（3）线性混频的非线性误差298

（4）两路变频式中频替代法300

6-4.3　音频替代法301

6-5　直接转移到低频测衰减302

6-5.1　低中频外差法303

6-5.2　调制副载波法304

6-5.3　单边带调制法307

6-6　其他间接法测衰减309

6-7　各种相移的定义及测相移时的失配误差310

6-8　用开槽线测相移312

6-8.1　反射波法312

6-8.2　传输波法313

6-9　高频替代法测相移314

6-9.1 两路平衡电桥法315

6-9.2　调制副载波法317

6-10　转移到低频测相移318

6-10.1　超外差变频式微波相位测量及校准装置318

6-10.2　调制副载波及微波鉴相器式扫频相位计321

6-11　相位测量装置的误差及自校准323

6-11.1　微波相位计某些误差的性质和估计323

6-11.2　相位计及其测量值的自校准法325

6-12 能够全面测量传输系数模值和幅角的方法评述326

6-13　矢量电压表及其应用327

第七章 网络参数的全面测定332

7-1　概述332

7-2　测量网络参数的三点法和多点法333

7-2.1　三点法333

7-2.2　多点法336

7-2.3　等效变压器法337

7-3　频率转移式微波网络分析仪的不同方案340

7-3.1　单边带调制式340

7-3.2　调制副载波式341

7-3.3　外差变频式343

7-3.4　采样变频式346

7-4 s参数选测装置及其误差模型347

7-4.1　反射测试单元347

7-4.2　传输测试单元350

7-4.3　反射／传输测试单元351

7-4.4　全部s参数选测装置353

7-5 自动网络分析仪（ANA）355

7-5.1 自动微波网络分析仪的组成355

7-5.2　系统误差的预先定值及自动修正356

7-5.3　其他剩余误差及考核361

7-6　构成微波网络分析仪的新途径——六端口技术362

7-6.1　概念的引出362

7-6.2　六端口矢量电压表的一般理论及典型构造363

7-6.3　六端口反射计的几何解释及设计准则366

7-7 六端口自动网络分析仪（SPANA）370

7-7.1　单六端口式方案370

7-7.2　双六端口式方案371

第八章　用时域法测量网络特性374

8-1　概述374

8-2　时域反射测量375

8-2.1　宽带时域反射计375

（1）电路接法和工作方式376

（2）电阻性终端负载或不连续性378

（3）电抗性终端负载或不连续性381

（4）幅度分辨力381

（5）时间或距离分辨力384

（6）设备构成举例385

8-2.2　窄带时域反射计387

（1）不同的信号源及工作方式387

（2）各式系统举例388

8-3　时域传输测量391

8-3.1　用时域法测量传输的不同途径391

8-3.2　时域测传输的电路接法394

（1）典型接法及延迟线段的作用394

（2）能兼测反射的变态接法395

（3）步级衰减器替代读数法395

8-4　时域自动网络分析仪（TDANA）396

8-4.1 TDANA的组成及工作原理396

（1）测量传输参数s21（jω）396

（2）测量反射参数s11（jω）398

8-4.2　快速傅氏变换（FFT）399

8-4.3　TDANA系统及应用举例401

（1）NBS系统401

（2）Sperry系统404

（3）数据处理示波器409

8-4.4 TDANA与ANA的比较410