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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S 223

（2）测量复数Γ和Z 223

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