本书从微波信号的产生、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。全书共分11章，内容涉及微波测量的意义和特点、微波信号源、数字调制信号源、矢量信号分析仪、、微波信号频谱分析仪、微波信号特性测试、微波信号频率测量、微波信号的功率测量、微波噪声测量、微波网络散射参数测量、微波电路测量、微波阻抗与网络参数、天线测量、微波电缆及连接头等。

前 言 “现代微波工程测量技术”是本科电类各专业的一门技术实践基础课。各类无线通信设备从研究、设计、制造到调试、维修的各个阶段，都需要测量许多电参数，微波工程测量技术是现代无线通信的关键技术之一，在现代无线电子系统中占据举足轻重的地位。本书的任务是使学生掌握微波工程测量的原理和方法，掌握常用微波仪器的工作原理和测量方法，为今后从事科学研究和工程实践打下坚实的基础。本书综合了微波测量和天线测量技术，着力培养学生综合运用所学知识解决微波工程测量问题的能力，提高读者发现、分析、解决问题和实践动手能力，突出增强利用现代信息技术，并为读者向其他学科领域扩展打下基础。 “现代微波工程测量技术”这门课具有较强的理论性和实践性，其目的是使学生掌握现代微波测量的基础理论和微波测量仪器的原理与应用，在科学实验或生产实践中能制定先进的测试方案，合理选用测量仪器，正确处理测量数据，培养学生实验和工程应用的方法和技能。 本教材的主要内容是微波信号参数测量和天线参数测量的基本原理和方法。主要内容有：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、微波阻抗与网络参数、天线测量、无源互调测量；介绍的仪器有矢量信号分析仪、频谱分析仪、矢量网络分析仪、噪声系数分析仪、微波功率计、移动通信综合测试仪、计算机网络协议测试仪、网络线缆综合测试仪等。具体内容包括对仪器的功能、用途的总体概述，仪器的基本工作原理和关键的技术概念，主要技术性能和指标，操作使用方法及使用维护注意事项等。由于微波与天线测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术，因此在内容安排上注意经典测试理论与现代测试方法相结合、传统测试技术与最新的信息科学技术相结合。同时，与其他相关课程内容（电磁场与微波技术、天线原理等）的处理上，充分体现出它们的有机联系和综合应用。本书对测量原理的讲解力求深入浅出，突出基本概念；对测量方法的讨论侧重于比较、总结，突出实用性；对误差分析力求避免烦琐的数学推导，突出对公式的理解和具体应用。 本书内容丰富，叙述精练，注重基础理论与实际应用的结合，经典内容与最新前沿动态的结合，适应当前教学的需要，适应人才培养的需要。为适应教学的需要，大部分章后附有习题。本书可指导和帮助测量使用与维修人员进行正确的操作，同时也可供院校教学、科研、实验及技术人员学习参考。书中所收录的仪器均为最新的常用微波测量仪器，具有一定的先进性和代表性。 本教材的教学参考学时为20～40学时，在实际授课时，可根据具体情况对内容进行选取。使用本教材时应加强实践环节，需要开设相应的实验课程，有条件的学校可由学生自拟实验方案，开出若干实验选题或开放性实验，以进一步提高学生解决生产和科研实践中微波测量问题的能力。 在本书的编写过程中，参考、引用了同类教材的相关内容，以及同行们的部分科研成果，参考了美国安捷伦公司、青岛41所的有关技术资料和其他相关技术资料，除在参考文献列出外，在此向这些书刊资料的作者和科研成果的获得者致以深深的感谢。 本教材由王培章教授编写第1～8章和第11章并负责统稿全书，朱卫刚编写了第9、10章，由于编者水平有限，错漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

目 录 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