微波与天线

绪论

0.1微波与天线测量的意义

0.2微波与天线测量的特点

0.3微波与天线测量的基本任务

0.4现代微波测量技术发展的新趋势

第1章微波信号源

1.1概述

1.1.1微波信号源的分类

1.1.2微波信号源的性能指标

1.2模拟式微波扫频信号源

1.2.1扫频信号源的基本概念

1.2.2微波扫频信号的产生

1.2.3微波扫频信号源的控制

1.3微波合成信号源

1.3.1频率合成的基本概念

1.3.2微波合成扫频信号源

习题

第2章微波信号频率测量

2.1概述

2.1.1频率测量的特点

2.1.2频率测量的方法

2.2频率标准

2.3电子计数器

2.3.1电子计数器测频原理

2.3.2测频误差分析

2.4微波频率测量技术

2.4.1预分频法

2.4.2变频法

2.4.3置换法

2.4.4置换变频法

2.5脉冲微波计数器

2.6微波计数器的技术特性

2.6.1连续波微波计数器的技术特性

2.6.2脉冲微波计数器的技术性能

习题

第3章微波信号的功率测量

3.1概述

3.1.1功率的基本定义

3.1.2功率的度量单位

3.1.3功率方程

3.1.4微波功率测量的一般电路

3.1.5功率电平的划分

3.2微波功率计测量原理

3.2.1测辐射热式功率计

3.2.2热电偶式功率计

3.2.3晶体二极管式功率计

3.2.4改进的功率传感器技术

3.2.5量热式功率计

3.3微波大.中功率测量

3.3.1扩展小功率计量程法

3.3.2流体量热计法测量大.中功率

3.4微波脉冲功率测量

3.4.1平均功率法

3.4.2镇流电阻积分--微分法

3.4.3峰值检波法

3.5微波功率计的主要技术指标

3.6微波功率测量误差分析

3.6.1功率探头的误差分析

3.6.2失配误差分析

习题

第4章微波信号频谱分析

4.1概述

4.2信号的频谱

4.2.1频谱分析的基本概念

4.2.2周期信号的频谱

4.2.3非周期信号的频谱

4.2.4离散时域信号的频谱

4.2.5快速傅里叶变换

4.3频谱分析仪的工作原理

4.3.1早期频谱分析仪的发展

4.3.2FFT频谱分析仪的原理

4.3.3超外差式频谱分析仪的基本原理

4.3.4超外差式频谱分析仪的性能指标

4.4现代频谱分析仪的结构

4.5频谱分析仪的应用

4.5.1调制测量

4.5.2脉冲参数测量

4.5.3电磁干扰的测量

习题

第5章微波噪声测量

5.1概述

5.1.1噪声的基本概念

5.1.2线性网络噪声特性的表征

5.1.3Y系数方程

5.2噪声发生器

5.2.1饱和二极管噪声发生器

5.2.2气体放电管噪声发生器

5.2.3固态噪声发生器

5.3噪声系数测量方法

5.3.1Y系数法

5.3.2连续波法

5.3.3噪声系数测量仪器

5.4相位噪声测量

5.4.1相位噪声的基本概念

5.4.2相位噪声的测量方法

5.4.3相位噪声的测量仪器

习题

第6章微波网络散射参数测量

6.1概述

6.2微波网络的散射参数

6.2.1散射参数的定义

6.2.2描述网络反射特性的相关术语

6.2.3描述网络传输特性的相关术语

6.3测量线法测量微波网络的散射参数

6.3.1测量线的基本结构及测量线测量系统的组成

6.3.2测量线测量反射参数

6.3.3测量线测量传输参数

6.4微波网络分析仪原理与应用

6.4.1反射计工作原理

6.4.2标量网络分析仪

6.4.3矢量网络分析仪

6.4.4微波矢量网络分析仪的应用

6.5六端口测量技术简介

6.5.1六端口测量原理

6.5.2六端口测量网络参数原理

习题

第7章时域法测量微波阻抗与网络参数

7.1概述

7.2反射参数的时域测量

7.2.1基本原理

7.2.2显示波形与待测负载的关系

7.2.3距离分辨力

7.3传输参数的时域测量

7.3.1基本原理

7.3.2双端口互易网络S参数的时域测量

7.4时域自动网络分析仪(TDANA)介绍

7.4.1时域一频域变换的一般理论

7.4.2时域网络特性的频域表示式

7.4.3时域自动网络分析仪原理

7.5网络分析仪的时域测量

7.5.1网络分析仪时域测量的基本理论

7.5.2网络分析仪的时域测量模式

7.5.3网络分析仪的时域反射和传输测量

习题

第8章天线测量

8.1概述

8.2天线测试场

8.2.1反射测试场

8.2.2自由空间测试场

8.2.3紧缩场

8.2.4近场测量技术

8.3天线方向图测量

8.3.1概述

8.3.2方向图的测量方法

8.4天线增益测量

8.4.1概述

8.4.2天线增益的测量方法

8.5天线极化测量

8.5.1概述

8.5.2天线极化的测量方法

8.6天线测量设备

习题

第9章雷达散射截面测量

9.1目标的雷达散射截面

9.2雷达散射截面测量目的及分类

9.2.1雷达散射截面测量目的

9.2.2雷达散射截面测量分类

9.3雷达散射截面测量方法

9.3.1典型雷达散射截面测量系统

9.3.2单极化测量误差模型及校准方法

9.3.3全极化测量误差模型及校准方法

9.4影响雷达散射截面测量精度的几个因素

9.4.1入射波的影响

9.4.2背景噪声的影响

9.4.3目标支架的影响

9.4.4目标与地面间干涉的影响

习题

第10章自动测试系统与虚拟仪器

10.1自动测试系统

10.1.1自动测试系统的概念与组成

10.1.2自动测试系统的应用范围

10.1.3自动测试系统的发展概况

10.1.4自动测试设备

10.1.5测试程序集

10.2虚拟仪器

10.2.1虚拟仪器的概念

10.2.2虚拟仪器的优点

10.2.3组建虚拟仪器的基本方法

10.2.4虚拟仪器编程语言

10.2.5基于Web的虚拟仪器

10.3常用仪器程控总线

10.3.1GPIB总线

10.3.2VXI总线

10.3.3PXI总线

习题

参考文献

全书共分10章，内容涉及微波信号源、微波信号频率测量、微波信号的功率测量、微波信号频谱分析、微波噪声测量、微波网络散射参数测量、时域测量微波阻抗与网络参数、天线测量、雷达散射截面测量、自动 测试与虚拟仪器等。

《现代微波与天线测量技术》是普通高等教育"十一五"国家规划教材。书中从微波信号的产生、微波信号的特性分析、微波网络和阻抗参数的测量，以及天线的辐射特性参数的测量四个方面，系统地介绍了微波测量的主要内容。

第1章 微波测量概论 1

1.1 微波测量的意义 1

1.2 微波测量的特点 1

1.3 微波与天线测量的基本任务 2

1.4 微波测量仪器分类 4

1.5 微波毫米波信号分析仪发展现状 5

1.6 现代微波测量技术发展的新趋势 8

1.7 分贝表示法 11

第2章 微波信号源 14

2.1 微波信号源的分类 14

2.2 模拟式微波扫频信号源 15

2.2.1 扫频信号源的基本概念 15

2.2.2 微波扫频信号的产生 15

2.2.3 微波扫频信号源的控制 17

2.3 微波合成扫频信号源 19

2.4 频率捷变信号发生器 22

2.4.1 频率捷变信号发生器的基本概念 22

2.4.2 频率捷变信号发生器的主要实现方法 22

2.5 频率捷变信号发生器的基本工作原理 24

2.5.1 单环宽带锁相环路技术 24

2.5.2 宽带锁频环路技术 25

2.5.3 跳频输出时的幅度控制技术 27

2.5.4 利用全数字合成技术的捷变信号发生器 27

2.6 微波信号源的性能指标 30

2.7 微波信号发生器的典型产品 32

2.8 典型产品AV1450C系列微波信号发生器 36

2.9 微波信号发生器的典型应用 38

本章小结 43

习题 43

第3章 矢量信号源和分析仪 44

3.1 数字调制信号源 44

3.1.1 基本工作原理 44

3.1.2 I/Q调制基础 45

3.1.3 数字调制模块 48

3.1.4 频率合成模块 51

3.1.5 射频变换模块 51

3.1.6 整机软件模块 53

3.2 矢量信号分析的技术背景 54

3.3 矢量信号分析基本工作原理 57

3.3.1 矢量信号分析基本模型 57

3.3.2 观测数字调制信号的几种方法 57

3.3.3 矢量信号误差分析 59

3.3.4 硬件总体方案及主要工作原理 60

3.3.5 整机软件总体方案 62

3.3.6 射频/微波变频模块 63

3.3.7 中频数字化模块方案和工作原理 64

3.3.8 数字中频I/Q解调模块方案和工作原理 65

3.3.9 矢量信号分析算法 66

3.4 主要技术性能和指标 67

3.5 典型产品介绍 68

本章小结 71

习题 71

第4章 微波信号频谱分析仪 72

4.1 概述 72

4.2 信号的频谱 73

4.2.1 频谱分析的基本概念 73

4.2.2 周期信号的频谱 73

4.2.3 非周期信号的频谱 76

4.2.4 离散时域信号的频谱 77

4.3 频谱分析仪原理 78

4.3.1 频谱分析仪概述 78

4.3.2 快速傅里叶变换分析仪 79

4.3.3 相位噪声在射频通信中的影响 80

4.3.4 整机工作原理 84

4.3.5 频谱分析仪的主要技术性能和指标 88

4.4 微波频谱仪的典型应用 93

4.5 频谱分析仪毫米波扩频测量原理 100

4.5.1 谐波混频与外扩频技术概述 100

4.5.2 扩频频谱分析仪结构与原理 100

4.5.3 外扩频关键技术实现 102

4.5.4 实时频谱分析仪 103

4.6 毫米波信号分析仪新技术与发展趋势 104

4.6.1 微波毫米波信号分析仪发展现状 104

4.6.2 新的测试分析技术不断涌现 105

本章小结 107

习题 107

第5章 矢量网络分析仪 108

5.1 微波网络的散射参数--S参数 108

5.1.1 S参数的概念 108

5.1.2 S参数的定义 111

5.2 矢量网络分析仪的基本原理 112

5.3 网络分析仪的基本结构 115

5.4 主要技术性能和指标 121

5.5 典型产品介绍 124

5.6 微波矢量网络仪的典型应用 126

5.6.1 滤波器的测试 127

5.6.2 放大器的测试 129

5.6.3 相位测量 130

5.6.4 放大器参数说明 131

5.6.5 增益压缩 132

5.6.6 线性相位偏离 133

5.6.7 反向隔离 133

5.6.8 小信号增益和平坦度 134

5.6.9 微波混频器的测试 135

5.6.10 嵌入网络S参数的测试 135

5.6.11 网络分析仪使用技巧--灵活的扫描方式 136

本章小结 137

习题 137

第6章 噪声系数分析仪 138

6.1 概述 138

6.2 相关基础知识 138

6.3 基本工作原理 143

6.4 AV3984微波噪声系数分析仪整机工作原理 146

6.5 典型产品介绍 149

本章小结 151

习题 151

第7章 微波功率计 152

7.1 微波功率计概述 152

7.2 微波功率测量原理 153

7.2.1 功率的基本定义 153

7.2.2 功率测量的度量单位 154

7.2.3 微波功率测量原理 155

7.2.4 功率探头的校准 156

7.3 微波功率计的工作原理 158

7.3.1 传感微波功率的三种方法 158

7.3.2 热敏电阻功率探头及其功率 158

7.3.3 热电偶功率探头及其功率计 159

7.3.4 二极管功率探头及其功率计 161

7.4 微波功率分析仪整机工作原理和特点 163

7.4.1 整机工作原理及框图 163

7.4.2 整机特点和主要功能 164

7.5 主要技术性能和指标 165

7.6 典型产品介绍 168

本章小结 170

习题 170

第8章 微波电路参数测试 171

8.1 无源互调测量 171

8.2 双工器和多工器 171

8.3 低噪声放大器 172

8.4 功率放大器 175

8.4.1 功率放大器的基本指标 175

8.4.2 功率放大器的谐波测量 180

8.4.3 放大器的正向互调失真测量 181

8.5 射频功率的测量 182

8.5.1 终端式测量法 182

8.5.2 数字调制信号功率的测量 182

8.6 变频器和混频器测试技术方案 185

8.7 微波电路系统级参数测试 186

8.8 微波频率源测试 186

第9章 微波信号特性测试 188

9.1 测量线法测量微波网络参数 188

9.1.1 测量线的基本结构及测量线测量系统的组成 188

9.1.2 测量线测量反射参数 190

9.2 晶体定标 190

9.2.1 实验原理和方法 191

9.3 用测量线测量驻波分布与波长 194

9.3.1 实验目的和实验内容 194

9.3.2 实验原理和方法 195

9.3.3 实验步骤 197

9.4 驻波测量 199

9.4.1 驻波测量实验原理和方法 199

9.4.2 驻波测量步骤 203

习题 205

第10章 微波天线特性测试 206

10.1 概述 206

10.2 天线测试场 207

10.2.1 自由空间测试场 207

10.2.2 微波屏蔽室 209

10.3 天线方向图测量 210

10.3.1 振幅方向图测量 210

10.3.2 八木天线方向图的测试 212

10.3.3 抛物面天线方向性的测量 215

10.4 天线增益测量 216

10.4.1 天线增益测量概述 216

10.4.2 天线增益测量方法 217

10.5 天线的极化测量 220

10.6 采用频谱分析仪的测量系统 227

10.7 采用网络分析仪的天线幅-相测量系统 227

10.8 天线近场测试系统 231

10.8.1 近场测量技术 231

10.8.2 天线近场测试系统组成 233

10.8.3 硬件分系统 234

10.8.4 软件分系统 236

10.9 毫米波天线测试系统 237

习题 238

第11章 射频同轴电缆和连接器 239

11.1 射频同轴电缆的构造、类型和特性 239

11.1.1 同轴电缆的特性 239

11.1.2 射频电缆类型 240

11.2 射频同轴连接器的构造、类型和特性 243

11.2.1 连接器的选择 243

11.2.2 射频连接器 245

11.2.3 射频转接头 247

本章小结 252

参考文献 253