微波及天線測量1課件

1、參考資料：參考資料： 1、微波測量微波測量 湯世賢，國防工業(yè)出版社（修訂版）湯世賢，國防工業(yè)出版社（修訂版） 2、近代微波測試技術(shù)近代微波測試技術(shù)，董樹義，電子工業(yè)出版社，董樹義，電子工業(yè)出版社 3、微波射頻測量技術(shù)基礎(chǔ)微波射頻測量技術(shù)基礎(chǔ)，李秀萍，機(jī)械工業(yè)出版社，李秀萍，機(jī)械工業(yè)出版社 4、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)頻譜測量技術(shù)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)頻譜測量技術(shù)，呂洪國，清華大學(xué)出版社，呂洪國，清華大學(xué)出版社 5、現(xiàn)代測試技術(shù)現(xiàn)代測試技術(shù)，陳光禹，電子科技大學(xué)出版社，陳光禹，電子科技大學(xué)出版社 6、現(xiàn)代微波與天線測量技術(shù)現(xiàn)代微波與天線測量技術(shù) ，戴晴，戴晴 ，電子工業(yè)出版社，電子工業(yè)出版社 7、 互聯(lián)網(wǎng)上搜索并獲取的各種資

2、料互聯(lián)網(wǎng)上搜索并獲取的各種資料 科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步是建立在人們認(rèn)識客觀世界科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步是建立在人們認(rèn)識客觀世界能力提高的基礎(chǔ)上，測量是人類認(rèn)識客觀世界最基本能力提高的基礎(chǔ)上，測量是人類認(rèn)識客觀世界最基本的方法。的方法。 人們通過測量建立對客觀事物屬性量度的認(rèn)識，并通人們通過測量建立對客觀事物屬性量度的認(rèn)識，并通過測量結(jié)果進(jìn)行歸納和演繹，從中得到客觀事物的變過測量結(jié)果進(jìn)行歸納和演繹，從中得到客觀事物的變化規(guī)律，由此提出科學(xué)理論。因此，沒有測量，就沒化規(guī)律，由此提出科學(xué)理論。因此，沒有測量，就沒有科學(xué)。有科學(xué)。 從廣義上講，測量本身是一種實驗方法，它通過實驗從廣義上講，測量本身是一種

3、實驗方法，它通過實驗來獲取客觀世界的定量信息。在這個過程中，人們借來獲取客觀世界的定量信息。在這個過程中，人們借助于專門的儀器設(shè)備，把被測量直接或間接地與同類助于專門的儀器設(shè)備，把被測量直接或間接地與同類已知量進(jìn)行比較，把已知量作為計量單位，取得用數(shù)已知量進(jìn)行比較，把已知量作為計量單位，取得用數(shù)值和單位共同表示的測量結(jié)果。值和單位共同表示的測量結(jié)果。測量的意義測量的意義 測量技術(shù)是一項涉及多學(xué)科領(lǐng)域的綜合性技術(shù)測量技術(shù)是一項涉及多學(xué)科領(lǐng)域的綜合性技術(shù) 測量原理測量原理 測量所依據(jù)的物理原理。測量原理選擇主要取決于被測量所依據(jù)的物理原理。測量原理選擇主要取決于被測量的物理化學(xué)性質(zhì)、測量范圍、性能

4、要求和環(huán)境條測量的物理化學(xué)性質(zhì)、測量范圍、性能要求和環(huán)境條件等因素件等因素 測量方法測量方法 依據(jù)測量原理完成測量的具體方式。按測量結(jié)果產(chǎn)生依據(jù)測量原理完成測量的具體方式。按測量結(jié)果產(chǎn)生的方式分為直接測量和間接測量，以及組合測量三大的方式分為直接測量和間接測量，以及組合測量三大類類 測量系統(tǒng)測量系統(tǒng) 完成具體測量任務(wù)的各種儀器儀表所構(gòu)成的實際系統(tǒng)。完成具體測量任務(wù)的各種儀器儀表所構(gòu)成的實際系統(tǒng)。按傳輸方式一般分模擬式和數(shù)字式兩種按傳輸方式一般分模擬式和數(shù)字式兩種 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 測量數(shù)據(jù)的精度和可信度同時還與數(shù)據(jù)處理密切相關(guān)測量數(shù)據(jù)的精度和可信度同時還與數(shù)據(jù)處理密切相關(guān)測量技術(shù)測量技術(shù)近現(xiàn)代

5、微波測量技術(shù)近現(xiàn)代微波測量技術(shù) 近代微波測量的重點內(nèi)容形成：以傳統(tǒng)微波測近代微波測量的重點內(nèi)容形成：以傳統(tǒng)微波測量技術(shù)的重點內(nèi)容為基礎(chǔ)，賦以近代測量方法形成。量技術(shù)的重點內(nèi)容為基礎(chǔ)，賦以近代測量方法形成。 近代微波測量技術(shù)與儀器是電子測量技術(shù)與儀器近代微波測量技術(shù)與儀器是電子測量技術(shù)與儀器向無線電頻譜高端發(fā)展的結(jié)果。向無線電頻譜高端發(fā)展的結(jié)果。 微波測量是微波理論和技術(shù)緊密結(jié)合的、適用于微波測量是微波理論和技術(shù)緊密結(jié)合的、適用于工程應(yīng)用的一門學(xué)科，是微波理論和技術(shù)必不可少的工程應(yīng)用的一門學(xué)科，是微波理論和技術(shù)必不可少的組成部分。組成部分。微波測量的任務(wù)微波測量的任務(wù)(1)利用已有的微波技術(shù)裝備

6、（通常是使用當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)去專利用已有的微波技術(shù)裝備（通常是使用當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)去專門制造），組成合乎要求的測量裝置、測試系統(tǒng)和儀器；門制造），組成合乎要求的測量裝置、測試系統(tǒng)和儀器；(2)測量儀器和測量方法的研究：利用當(dāng)前已有的微波理論和測量儀器和測量方法的研究：利用當(dāng)前已有的微波理論和技術(shù)，研究符合實際的測量方法，包括研究新的測量儀器技術(shù)，研究符合實際的測量方法，包括研究新的測量儀器和先進(jìn)的測量方法），從而推動微波理論和技術(shù)的發(fā)展；和先進(jìn)的測量方法），從而推動微波理論和技術(shù)的發(fā)展；(3)保證測量結(jié)果的可信度。消除誤差，提高精度，從而保證保證測量結(jié)果的可信度。消除誤差，提高精度，從而保證在科研

7、和生產(chǎn)中測量結(jié)果的可信賴度；在科研和生產(chǎn)中測量結(jié)果的可信賴度；(4)微波計量工作。要保證微波量值的統(tǒng)一性和法制性。也就微波計量工作。要保證微波量值的統(tǒng)一性和法制性。也就是要使用當(dāng)前最先進(jìn)的理論與技術(shù)，由國家計量機(jī)關(guān)制作各項是要使用當(dāng)前最先進(jìn)的理論與技術(shù)，由國家計量機(jī)關(guān)制作各項微波量值基準(zhǔn)（包括測量方法的國家標(biāo)準(zhǔn)）和各級傳遞標(biāo)準(zhǔn)，微波量值基準(zhǔn)（包括測量方法的國家標(biāo)準(zhǔn)）和各級傳遞標(biāo)準(zhǔn)，從而保證微波測量值的統(tǒng)一。從而保證微波測量值的統(tǒng)一。 微波無處不在微波無處不在微波微波波長很短的電磁波波長很短的電磁波 頻率頻率f： 300MHz 300GHz波長：波長： 1m 1mm毫米波高端毫米波高端: 亞毫米

8、波段亞毫米波段 10.1mm遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外: 0.3mm0.01mm微波、毫米波微波、毫米波長長波波 音音頻頻 視視頻頻 30Hz 300Hz 3kHz 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz 3THz 30THz 10000km 1000km 100km 10km 1km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mm 0.1mm 10um 1um0. 1um0. 01um10 1 0.1 0.01 0.001 射射頻頻超超長長波波中中波波短短波波超超短短波波米米波波分分米米波波厘厘米米波波毫毫米米波波射射線線 X X射射線線紫紫外外

9、線線紅紅外外線線亞亞毫毫米米波波遠(yuǎn)遠(yuǎn)紅紅外外近近紅紅外外5.6um1.5um可可見見光光0.760.4um微微波波電電磁磁波波頻頻譜譜表表中中紅紅外外無無線線電電波波毫米波頻率：毫米波頻率：3030300GHz300GHz毫米波波長：毫米波波長：10101mm1mm無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波傳輸一、極長波（極低頻一、極長波（極低頻ELFELF）傳播）傳播 極長波是指波長為極長波是指波長為1 11010萬公里（頻率為萬公里（頻率為3 330Hz30Hz）的電磁波。理論研究表明，這一波段的電磁波的電磁波。理論研究表明，這一波段的電磁波沿陸地表面和海水中傳播的衰耗極小。沿陸地表面和海水中傳

10、播的衰耗極小。二、超長波（超低頻二、超長波（超低頻SLFSLF）傳播）傳播 超長波是指波長超長波是指波長1 1千公里至千公里至1 1萬公里（頻率為萬公里（頻率為3030300Hz300Hz）的電磁波。這一波段的電磁波傳播）的電磁波。這一波段的電磁波傳播十分穩(wěn)定，在海水中衰耗很?。l率為十分穩(wěn)定，在海水中衰耗很?。l率為75Hz75Hz時時衰耗系數(shù)為衰耗系數(shù)為0.3dB/m0.3dB/m）對海水穿透能力很強(qiáng)，可）對海水穿透能力很強(qiáng)，可深達(dá)深達(dá)100m100m以上。以上。無線通信的電磁波傳輸（續(xù)）無線通信的電磁波傳輸（續(xù)）三、甚長波（甚低頻三、甚長波（甚低頻VLFVLF）傳播）傳播 甚長波是指波長

11、甚長波是指波長1010公里公里100100公里（頻率為公里（頻率為3 330kHz30kHz）的電磁波。無線通信中使用的甚長波）的電磁波。無線通信中使用的甚長波的頻率為的頻率為101030kHz30kHz，該波段的電磁波可在大地，該波段的電磁波可在大地與低層的電離層間形成的波導(dǎo)中進(jìn)行傳播，距與低層的電離層間形成的波導(dǎo)中進(jìn)行傳播，距離可達(dá)數(shù)千公里乃至覆蓋全球。離可達(dá)數(shù)千公里乃至覆蓋全球。四、長波（低頻四、長波（低頻LFLF）傳播）傳播 長波是指波長長波是指波長1 1公里公里1010公里（頻率為公里（頻率為30300kHz30300kHz）的電磁波。其可沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩姷碾姶挪?。其可沿?/p>

12、表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩婋x層反射傳播（天波）。離層反射傳播（天波）。無線通信的電磁波傳輸（續(xù)）無線通信的電磁波傳輸（續(xù)）五、中波（中頻五、中波（中頻MFMF）傳播）傳播 中 波 是 指 波 長中 波 是 指 波 長 1 0 01 0 0 米米 1 0 0 01 0 0 0 米 （ 頻 率 為米 （ 頻 率 為3003003000kHz3000kHz）的電磁波。中波可沿地表面?zhèn)鞑ィ┑碾姶挪āＶ胁裳氐乇砻鎮(zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩婋x層反射傳播（天波）。中波（地波）和靠電離層反射傳播（天波）。中波沿地表面?zhèn)鞑r，受地表面的吸收較長波嚴(yán)重。沿地表面?zhèn)鞑r，受地表面的吸收較長波嚴(yán)重。中波的天波傳播與晝夜變化有關(guān)

13、。中波的天波傳播與晝夜變化有關(guān)。無線通信的電磁波傳輸（續(xù)）無線通信的電磁波傳輸（續(xù)）六、短波（高頻六、短波（高頻HFHF）傳播）傳播 短波是指波長為短波是指波長為1010米米100100米（頻率為米（頻率為330MHz330MHz）的電磁波。短波可沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ氐碾姶挪?。短波可沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ乜臻g以直接或繞射方式傳播（空間波）和靠電空間以直接或繞射方式傳播（空間波）和靠電離層反射傳播（天波）。離層反射傳播（天波）。七、超短波（甚高頻七、超短波（甚高頻VHFVHF）傳播）傳播 超短波是指波長為超短波是指波長為1 1米米1010米（頻率為米（頻率為30300MHz30300MHz

14、）的電磁波。超短波難以靠地波和天波傳播，而的電磁波。超短波難以靠地波和天波傳播，而主要以直射方式（即所謂的主要以直射方式（即所謂的“視距視距”方式）傳方式）傳播。播。無線通信的電磁波傳輸（續(xù)）無線通信的電磁波傳輸（續(xù)）八、微波傳播八、微波傳播 微波是指波長小于微波是指波長小于1 1米（頻率高于米（頻率高于300MHz300MHz）的電）的電磁波。目前又按其波長的不同，分為分米波磁波。目前又按其波長的不同，分為分米波（特高頻（特高頻UHFUHF）、厘米波（超高頻）、厘米波（超高頻SHFSHF）、毫米）、毫米波（極高頻波（極高頻EHFEHF）和亞毫米波（至高頻）和亞毫米波（至高頻THFTHF）。）

15、。 微波的傳播類似于光波的傳播，是一種視距傳微波的傳播類似于光波的傳播，是一種視距傳播。其主要在對流層內(nèi)進(jìn)行?？偟恼f來，這種播。其主要在對流層內(nèi)進(jìn)行。總的說來，這種傳播方式比較穩(wěn)定，但其傳播也受到大氣折射傳播方式比較穩(wěn)定，但其傳播也受到大氣折射和地面反射的影響。另外，對流層中的大氣湍和地面反射的影響。另外，對流層中的大氣湍流氣團(tuán)對微波有散射作用。利用這種散射作用流氣團(tuán)對微波有散射作用。利用這種散射作用可實現(xiàn)微波的超視距傳播。可實現(xiàn)微波的超視距傳播。微波毫米波的應(yīng)用微波毫米波的應(yīng)用 短波 L S C X Ku K Ka U V W 1 2 4 8 12 18 26 40 50 60 75 110

16、 170 300 1000米波 厘米波 毫米波 亞毫米波 音頻通信短波超短波通信、超視距雷達(dá)、廣播電視預(yù)警雷達(dá)、導(dǎo)航、移動通信雷達(dá)、微波通信、衛(wèi)星通信機(jī)載火控雷達(dá)雷達(dá)、衛(wèi)星電視、微波通信遙感雷達(dá)、偵察、通信精確制導(dǎo)目標(biāo)RCS星間通信、遙感、彈道軌跡、汽車防撞電子偵察目標(biāo)RCS彈道軌跡無源成像射電天文雷達(dá)、偵察、通信精確制導(dǎo)目標(biāo)RCS毫米波信號傳輸?shù)膸讉€低損耗窗口：毫米波信號傳輸?shù)膸讉€低損耗窗口：35GHz35GHz（8mm8mm）、）、94GHz(3mm)94GHz(3mm)、140GHz(2mm)140GHz(2mm)、220GHz(1mm220GHz(1mm） 大氣和降雨對毫米波傳播的影響

17、顯著大氣和降雨對毫米波傳播的影響顯著“大氣窗口大氣窗口”：35、94、140和和220GHz四個頻段上衰減較小四個頻段上衰減較小大氣吸收頻帶：大氣吸收頻帶：60，120，183GHz頻段上衰減最大頻段上衰減最大13000ft海拔高度海平面高度 極寬的頻帶極寬的頻帶通常選用大氣吸收以外的通常選用大氣吸收以外的“窗口窗口” 波長波長(mm)： 8.6 3.2 2.1 1.4 頻率頻率(GHz)： 35 94 140 220 帶寬帶寬(GHz)： 16 23 26 70可見，毫米波頻譜資源十分豐富，可用于可見，毫米波頻譜資源十分豐富，可用于“信息信息高速公路高速公路”。豐富的頻帶資源提供了抗干擾、抗

18、。豐富的頻帶資源提供了抗干擾、抗截獲的另一有效途徑截獲的另一有效途徑寬帶擴(kuò)頻技術(shù)寬帶擴(kuò)頻技術(shù)微波測量的內(nèi)容微波測量的內(nèi)容 電能量的測量電能量的測量 電壓、電流、電功率、 元件和電路參數(shù)的測量元件和電路參數(shù)的測量 電阻、電容、電感、阻抗、品質(zhì)因數(shù)、電子器件參數(shù)、 電信號特性的測量電信號特性的測量 信號波形、失真度、頻率、相位、調(diào)制度、 電子線路性能的測量電子線路性能的測量 放大倍數(shù)、衰減量、靈敏度、噪聲系數(shù)、 特性曲線測量特性曲線測量 幅頻特性、相頻特性、微波測量方法的分類（一）微波測量方法的分類（一）按測量性質(zhì)分類按測量性質(zhì)分類 時域測量時域測量 被測量與時間的函數(shù)關(guān)系被測量與時間的函數(shù)關(guān)系

19、（電壓、電流：波形電壓、電流：波形） 頻域測量頻域測量 被測量與頻率的函數(shù)關(guān)系被測量與頻率的函數(shù)關(guān)系 （增益、相移、頻譜、增益、相移、頻譜、） 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 數(shù)字邏輯量數(shù)字邏輯量 隨機(jī)量測量隨機(jī)量測量 噪聲干擾測量噪聲干擾測量微波測量方法的分類（二）微波測量方法的分類（二）測量技術(shù)的內(nèi)涵測量技術(shù)的內(nèi)涵一個簡單的例子一個簡單的例子 二端口網(wǎng)絡(luò)是最常見的信號傳輸系統(tǒng)，包括放大二端口網(wǎng)絡(luò)是最常見的信號傳輸系統(tǒng)，包括放大器、濾波器、匹配電路甚至混頻器等。描述一個器、濾波器、匹配電路甚至混頻器等。描述一個二端口線性網(wǎng)絡(luò)需要確定其輸入輸出阻抗、正向二端口線性網(wǎng)絡(luò)需要確定其輸入輸出阻抗、正向和反向傳

20、輸函數(shù)這和反向傳輸函數(shù)這4 4 個參數(shù)。根據(jù)不同的需要，個參數(shù)。根據(jù)不同的需要，人們定義了幾套等價的參數(shù)來描述二端口網(wǎng)絡(luò)人們定義了幾套等價的參數(shù)來描述二端口網(wǎng)絡(luò)高頻網(wǎng)絡(luò)參數(shù)測量遇到的問題 以上這些二端口參數(shù)均可在某個端口開路或短路的以上這些二端口參數(shù)均可在某個端口開路或短路的條件下通過測量端口電壓電流的方法獲得，但是當(dāng)條件下通過測量端口電壓電流的方法獲得，但是當(dāng)信號頻率很高時，這種測量方法變得很不實際信號頻率很高時，這種測量方法變得很不實際 由于寄生元件的存在，理想的開路和短路很難實現(xiàn)由于寄生元件的存在，理想的開路和短路很難實現(xiàn) 即使可以做到接近理想的開路和短路，電路也很有即使可以做到接近理想

21、的開路和短路，電路也很有可能因此而不穩(wěn)定可能因此而不穩(wěn)定 由于信號以波的形式傳播，在不同測量點上幅度和由于信號以波的形式傳播，在不同測量點上幅度和相位都可能不同，這也使得基于電壓和電流的測量相位都可能不同，這也使得基于電壓和電流的測量方法難以應(yīng)用方法難以應(yīng)用 由于這些問題，人們提出了散射參數(shù)由于這些問題，人們提出了散射參數(shù)(Scattering (Scattering Parameters) Parameters) 的概念的概念S-S-參數(shù)參數(shù)( ( 散射參數(shù)散射參數(shù)) )將傳輸線的入射將傳輸線的入射( ( 電壓電壓) ) 波和反射波對特征阻波和反射波對特征阻抗抗Z Z0 0 的平方根歸一化，

22、定義如下歸一化的入射的平方根歸一化，定義如下歸一化的入射和反射波和反射波a a 和和b b ：顯然，顯然，a a 和和b b 的平方即為入射和反射波的功率。的平方即為入射和反射波的功率。電壓反射系數(shù)可表示為：電壓反射系數(shù)可表示為： 對于一個互易的雙口網(wǎng)絡(luò)，其對于一個互易的雙口網(wǎng)絡(luò)，其S S參數(shù)如圖所示。在參數(shù)如圖所示。在輸入端輸入端 a1a1是入射波，是入射波，b1b1是反射波。在輸出端，是反射波。在輸出端，b2b2是入射波，是入射波，a2 a2 是反射波。是反射波。 S- S- 參數(shù)定義為：參數(shù)定義為：22211bSa端匹配11122bSa端匹配12222bSa端匹配a1b1a2b2T2T2

23、S11S12S21S22圖一雙口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)21111bSa端匹配一個基本微波測試系統(tǒng)一個基本微波測試系統(tǒng)6-1矩形波導(dǎo)測量線矩形波導(dǎo)測量線6-3三點法測量二端口微波網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù) 設(shè)設(shè) 為為1 1端的反射系數(shù)，端的反射系數(shù)， 為為2 2端的反射系數(shù)端的反射系數(shù) 1211,1ba 222ab 對于互易網(wǎng)絡(luò)對于互易網(wǎng)絡(luò) S 12 = S 21 由此得到由此得到 2211112122 2SSS 式中有三個未知量式中有三個未知量S11S11、S22 S22 和和S12S12。如果能分別。如果能分別測出網(wǎng)絡(luò)輸出端短路、開路和匹配時，網(wǎng)絡(luò)輸入測出網(wǎng)絡(luò)輸出端短路、開路和匹配時，網(wǎng)絡(luò)輸入端的反射系數(shù)，就可得到

24、三個方程：端的反射系數(shù)，就可得到三個方程： 2 2端開路時端開路時 21 ，1 1端的反射系數(shù)端的反射系數(shù) 2121011122SSS2 2端短路時端短路時 21 ，1 1端的反射系數(shù)端的反射系數(shù) 212111122SSSS2 2端匹配時端匹配時 20 ，1 1端的反射系數(shù)端的反射系數(shù) 111LS駐波比與反射系數(shù)駐波比與反射系數(shù)駐波比駐波比=電壓或電流波的最大值電壓或電流波的最大值電壓或電流波的最大值電壓或電流波的最大值反射系數(shù)反射系數(shù)=11確定開路負(fù)載的方法確定開路負(fù)載的方法LT1LT2LT圖二確定開路負(fù)載的方法短路片可調(diào)短路器短路活塞微波綜合測試系統(tǒng)（微波綜合測試系統(tǒng)（1）微波綜合測試系統(tǒng)

25、（微波綜合測試系統(tǒng)（2）具有高靈敏度、寬頻帶、大具有高靈敏度、寬頻帶、大動態(tài)范圍和超寬分析帶寬的檢動態(tài)范圍和超寬分析帶寬的檢測功能。測功能。具有對信息設(shè)備的電磁泄漏具有對信息設(shè)備的電磁泄漏信息檢測分析能力信息檢測分析能力具有對計算機(jī)機(jī)電系統(tǒng)信息具有對計算機(jī)機(jī)電系統(tǒng)信息設(shè)備電磁泄漏的視頻信息進(jìn)行設(shè)備電磁泄漏的視頻信息進(jìn)行還原功能。還原功能?？梢越庹{(diào)可以解調(diào)AM/FM信號。信號。 應(yīng)用于電磁頻譜普查、查找干應(yīng)用于電磁頻譜普查、查找干擾信號方位、無線臺站選址及維護(hù)擾信號方位、無線臺站選址及維護(hù)等工程中。系統(tǒng)對環(huán)境中不同頻段等工程中。系統(tǒng)對環(huán)境中不同頻段的電磁頻譜分布測量進(jìn)行信號方位的電磁頻譜分布測量

26、進(jìn)行信號方位測試，系統(tǒng)可車載和固定安裝。測試，系統(tǒng)可車載和固定安裝。 信號測向功能信號測向功能 頻譜檢測功能頻譜檢測功能 電磁環(huán)境和熱電噪聲測試功能電磁環(huán)境和熱電噪聲測試功能 干擾信號判斷能力干擾信號判斷能力 數(shù)據(jù)庫功能數(shù)據(jù)庫功能測量報表功能測量報表功能電磁環(huán)境綜合測試系統(tǒng)現(xiàn)場電磁頻譜檢測系統(tǒng)針對信息化時代的通信、武器裝備的具體特點，利用儀器設(shè)針對信息化時代的通信、武器裝備的具體特點，利用儀器設(shè)備，結(jié)合的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、測試技術(shù)組成高度機(jī)動備，結(jié)合的計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、測試技術(shù)組成高度機(jī)動性的智能化電子情報收集系統(tǒng)。該系統(tǒng)能以地面、艦載或機(jī)載方性的智能化電子情報收集系統(tǒng)。該系統(tǒng)

27、能以地面、艦載或機(jī)載方式部署，可單獨使用，也可作為信號情報系統(tǒng)的一部分隨時部署式部署，可單獨使用，也可作為信號情報系統(tǒng)的一部分隨時部署到不同的電磁環(huán)境中執(zhí)行各種任務(wù)，可滿足陸?？杖妼﹃嚨?、到不同的電磁環(huán)境中執(zhí)行各種任務(wù)，可滿足陸?？杖妼﹃嚨?、艦艇、機(jī)場等目標(biāo)區(qū)域以及無線電管理對城市區(qū)域?qū)嵤╇姶盘卣髋炌?、機(jī)場等目標(biāo)區(qū)域以及無線電管理對城市區(qū)域?qū)嵤╇姶盘卣鳈z測的需要，也可為武器裝備電磁特征的檢測提供重要手段。檢測的需要，也可為武器裝備電磁特征的檢測提供重要手段。射頻常用計算單位簡介射頻常用計算單位簡介 絕對功率的絕對功率的dBdB表示表示 射頻信號的絕對功率常用射頻信號的絕對功率常用dBmdB

28、m、dBWdBW表示，它與表示，它與mWmW、W W的的換算關(guān)系如下：例如信號功率為換算關(guān)系如下：例如信號功率為xWxW，利用，利用dBmdBm表示時其大表示時其大小為：小為：()10log(1000)p dBmx例如：例如：1W1W等于等于30dBm30dBm，等于，等于0dBW0dBW。()10log( )p dBWx 相對功率的相對功率的dBdB表示表示射頻信號的相對功率常用射頻信號的相對功率常用dBdB和和dBcdBc兩種形式表示，兩種形式表示，其區(qū)別在于：其區(qū)別在于：dBdB是任意兩個功率的比值的對數(shù)表示是任意兩個功率的比值的對數(shù)表示形式，而形式，而dBcdBc是某一頻點輸出功率和載

29、頻輸出功率是某一頻點輸出功率和載頻輸出功率的比值的對數(shù)表示形式的比值的對數(shù)表示形式。 天線和天線增益天線和天線增益 天線增益一般由天線增益一般由dBidBi或或dBddBd表示。表示。dBidBi是指天線相對是指天線相對于無方向天線的功率能量密度之比，于無方向天線的功率能量密度之比，dBddBd是指相對是指相對于半波振子于半波振子Dipole Dipole 的功率能量密度之比，半波振的功率能量密度之比，半波振子的增益為子的增益為2.15dBi2.15dBi，因此，因此0dBd=2.15dBi0dBd=2.15dBi。其他其他 電阻：電阻：阻擋電流通過的物體或物質(zhì)，從而把電能阻擋電流通過的物體或

30、物質(zhì)，從而把電能轉(zhuǎn)化為熱能或其它形式的能量，單位：歐姆，轉(zhuǎn)化為熱能或其它形式的能量，單位：歐姆， 電壓：電壓：電位或電位差，單位：伏特，電位或電位差，單位：伏特，V V 電流：電流：單位時間內(nèi)通過電路上某一確定點的電荷單位時間內(nèi)通過電路上某一確定點的電荷數(shù)，單位：安培，數(shù)，單位：安培，A A 電感：電感：線圈環(huán)繞著的東西，通常是導(dǎo)線，由于電線圈環(huán)繞著的東西，通常是導(dǎo)線，由于電磁感應(yīng)的原因，線圈可產(chǎn)生電動勢能，單位：亨磁感應(yīng)的原因，線圈可產(chǎn)生電動勢能，單位：亨利，利，H H 電容：電容：一個充電的絕緣導(dǎo)電物體潛在具有的最大一個充電的絕緣導(dǎo)電物體潛在具有的最大電荷率電荷率，單位：法拉，單位：法拉，

31、F F 信號的峰值功率、平均功率和峰均比信號的峰值功率、平均功率和峰均比PARPAR解釋：很多信號從時域觀測并不是恒定包絡(luò)，而是如下面解釋：很多信號從時域觀測并不是恒定包絡(luò)，而是如下面圖形所示。峰值功率即是指以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài)圖形所示。峰值功率即是指以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài)功率。通常概率取為功率。通常概率取為0.01%0.01%。System V iew00500.e-3500.e-3111.51.522-40-2002040AmplitudeTime in SecondsSink 1 信號的峰值功率、平均功率和峰均比信號的峰值功率、平均功率和峰均比PARPAR峰值功率峰值功率即是指

32、以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài)即是指以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài)功率。通常概率取為功率。通常概率取為0.01%0.01%。 平均功率平均功率是系統(tǒng)輸出的實際功率。是系統(tǒng)輸出的實際功率。 在某個概率下峰值功率跟平均功率的比就稱為在某個概率下峰值功率跟平均功率的比就稱為在某個概率下的在某個概率下的峰均比峰均比，如，如PAR=9.1PAR=9.10.1%0.1%。各。各種概率下的峰均比就形成了種概率下的峰均比就形成了CCDFCCDF曲線（互補(bǔ)累曲線（互補(bǔ)累積分布函數(shù)）。積分布函數(shù)）。在概率為在概率為0.01%0.01%處的處的PARPAR，一般稱為，一般稱為CRESTCREST因子。因子。噪聲相關(guān)概念噪聲

33、相關(guān)概念 噪聲定義噪聲定義噪聲是指在信號處理過程中遇到的無法確切噪聲是指在信號處理過程中遇到的無法確切預(yù)測的干擾信號預(yù)測的干擾信號（各類點頻干擾不是算（各類點頻干擾不是算噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天電噪聲，汽車的點火噪聲，來自系統(tǒng)電噪聲，汽車的點火噪聲，來自系統(tǒng)內(nèi)部的熱噪聲，晶體管等在工作時產(chǎn)內(nèi)部的熱噪聲，晶體管等在工作時產(chǎn)生的散粒噪聲，信號與噪聲的互調(diào)產(chǎn)生的散粒噪聲，信號與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物，等等。物，等等。 相位噪聲相位噪聲相位噪聲是用來衡量本振等單音信號頻譜純度的一個指相位噪聲是用來衡量本振等單音信號頻譜純度的一個指標(biāo)，在時域表現(xiàn)為信號過零點的抖動。理想的

34、單音信號，標(biāo)，在時域表現(xiàn)為信號過零點的抖動。理想的單音信號，在頻域應(yīng)為一脈沖，而實際的單音總有一定的頻譜寬度，在頻域應(yīng)為一脈沖，而實際的單音總有一定的頻譜寬度，如下面所示。一般的本振信號可以認(rèn)為是隨機(jī)過程對單如下面所示。一般的本振信號可以認(rèn)為是隨機(jī)過程對單音調(diào)相的過程，因此信號所具有的邊帶信號被稱為相位音調(diào)相的過程，因此信號所具有的邊帶信號被稱為相位噪聲。相位噪聲在頻域的可以這樣定量描述：偏離中心噪聲。相位噪聲在頻域的可以這樣定量描述：偏離中心頻率多少頻率多少HzHz處，單位帶寬內(nèi)的功率與總信號功率相比。處，單位帶寬內(nèi)的功率與總信號功率相比。 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)是用來衡量射頻部件對小信號

35、的處理能噪聲系數(shù)是用來衡量射頻部件對小信號的處理能力，通常這樣定義：單元輸入信噪比除以輸出信力，通常這樣定義：單元輸入信噪比除以輸出信噪比，如下圖：噪比，如下圖：NFSiNiSoNo對于線性單元，不會產(chǎn)生信號與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物對于線性單元，不會產(chǎn)生信號與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物及信號的失真，這時噪聲系數(shù)可以用下式表示：及信號的失真，這時噪聲系數(shù)可以用下式表示：NFPnoG PniPnoPno表示輸出噪聲功率，表示輸出噪聲功率，PniPni表示輸入表示輸入噪聲功率，噪聲功率，G G為單元增益。為單元增益。 級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)公式：級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)公式：G1、NF1G2、NF2Gn、NFnNF總NF1NF2

36、1G1.NFn1G1G2.Gn1線性相關(guān)概念 信號在通過射頻通道（這里所謂的射頻通信號在通過射頻通道（這里所謂的射頻通道是指射頻收發(fā)信機(jī)通道，不包括空間段道是指射頻收發(fā)信機(jī)通道，不包括空間段衰落信道）時會有一定程度的失真，失真衰落信道）時會有一定程度的失真，失真可以分為線性失真和非線性失真。產(chǎn)生線可以分為線性失真和非線性失真。產(chǎn)生線性失真的主要有一些濾波器等無源器件，性失真的主要有一些濾波器等無源器件，產(chǎn)生非線性失真的主要有一些放大器、混產(chǎn)生非線性失真的主要有一些放大器、混頻器等有源器件。另外射頻通道還會有一頻器等有源器件。另外射頻通道還會有一些加性噪聲和乘性噪聲的引入。些加性噪聲和乘性噪聲的

37、引入。 線性失真線性失真線性失真又可以分成線性幅度失真和線性相位失線性失真又可以分成線性幅度失真和線性相位失真，從頻域可以很方便表示這些失真，如下圖：真，從頻域可以很方便表示這些失真，如下圖：幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性 非線性失真非線性失真非線性失真與線性失真相似，可以分成非線性幅非線性失真與線性失真相似，可以分成非線性幅度失真和非線性相位失真，圖形表示如下：度失真和非線性相位失真，圖形表示如下：90c1n20c0n00.20.40.60.811.21.41.61.8201234567893935c2n20c0n00.20.40.60.811.21.41.61.823536373839

38、非線性幅度失真非線性幅度失真非線性幅度失真常用非線性幅度失真常用1dB1dB壓縮點、三階交調(diào)、壓縮點、三階交調(diào)、三階截止點等指標(biāo)衡量，下面分別討論這三三階截止點等指標(biāo)衡量，下面分別討論這三個指標(biāo)。個指標(biāo)。 1dB1dB壓縮點壓縮點例如一個射頻放大器，當(dāng)輸入信號較小時，其輸出與例如一個射頻放大器，當(dāng)輸入信號較小時，其輸出與輸入可以保證線關(guān)系，輸入電平增加輸入可以保證線關(guān)系，輸入電平增加1dB1dB，輸出相應(yīng)增，輸出相應(yīng)增加加1dB1dB，增益保持不變，隨著輸入信號電平的增加，輸，增益保持不變，隨著輸入信號電平的增加，輸入電平增加入電平增加1dB1dB，輸出將增加不到，輸出將增加不到1dB1dB，

39、增益開始壓縮，增益開始壓縮，增益壓縮增益壓縮1dB1dB時的輸入信號電平稱為輸入時的輸入信號電平稱為輸入1dB1dB壓縮點，壓縮點，這時輸出信號電平稱為輸出這時輸出信號電平稱為輸出1dB1dB壓縮點。如下圖：壓縮點。如下圖： 三階交調(diào)三階交調(diào)三階交調(diào)（雙音三階交調(diào)）是用來衡量非線性的一個重要指標(biāo)，在這里仍以放大器為例來說明三階交調(diào)指標(biāo)。用兩個相隔f，且電平相等的單音信號同時輸入一個射頻放大器，則放大器的輸出頻譜大致如下：三階交調(diào)常用三階交調(diào)常用dBcdBc表表示，即交調(diào)產(chǎn)物與主示，即交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號的比。輸出信號的比。M3 =10lg P3/P1 （dBc） 三階截止點三階截止點任一微波單

40、元電路，輸入雙音信號同時增加任一微波單元電路，輸入雙音信號同時增加1dB1dB，輸出三階交，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物將增加調(diào)產(chǎn)物將增加3dB3dB，而主輸出信號僅增加，而主輸出信號僅增加1dB1dB（不考慮壓縮），（不考慮壓縮），這樣輸入信號電平增加到一定值時，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物與主這樣輸入信號電平增加到一定值時，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號相等，這一點稱為三階截止點，對應(yīng)的輸入信號電輸出信號相等，這一點稱為三階截止點，對應(yīng)的輸入信號電平稱為輸入三階截止點，對應(yīng)的輸出信號電平稱為輸出三階平稱為輸入三階截止點，對應(yīng)的輸出信號電平稱為輸出三階截止點。注意：三階截止點信號電平是不可能達(dá)到的，因為截止點。注意：

41、三階截止點信號電平是不可能達(dá)到的，因為在這時早已超過微波單元電路的承受能力。在這時早已超過微波單元電路的承受能力。傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 特征阻抗特征阻抗解釋：特征阻抗是微波傳輸線的固有特性，它等于解釋：特征阻抗是微波傳輸線的固有特性，它等于模式電壓與模式電流之比。無耗傳輸線的特征阻抗模式電壓與模式電流之比。無耗傳輸線的特征阻抗為實數(shù)，有耗傳輸線的特征阻抗為復(fù)數(shù)。在做射頻為實數(shù)，有耗傳輸線的特征阻抗為復(fù)數(shù)。在做射頻PCBPCB板設(shè)計時，一定要考慮匹配問題，考慮信號線板設(shè)計時，一定要考慮匹配問題，考慮信號線的特征阻抗是否等于所連接前后級部件的阻抗。當(dāng)?shù)奶卣髯杩故欠竦扔谒B接前后級部件的阻抗

42、。當(dāng)不相等時則會產(chǎn)生反射，造成失真和功率損失。反不相等時則會產(chǎn)生反射，造成失真和功率損失。反射系數(shù)射系數(shù)( (此處指電壓反射系數(shù)此處指電壓反射系數(shù)) )可以由下式計算得出：可以由下式計算得出：ZlZoZlZo傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念在目前世界上的微波通訊系統(tǒng)一般分為兩種特性在目前世界上的微波通訊系統(tǒng)一般分為兩種特性阻抗，一種是阻抗，一種是5050歐姆系統(tǒng)，如軍用的微波、毫米歐姆系統(tǒng)，如軍用的微波、毫米波通訊系統(tǒng)，雷達(dá)，我們目前開發(fā)的蜂窩通訊系波通訊系統(tǒng)，雷達(dá)，我們目前開發(fā)的蜂窩通訊系統(tǒng)統(tǒng)GSMGSM、WCDMAWCDMA等；另一種是等；另一種是7575歐姆系統(tǒng)，這種系歐姆系統(tǒng)，這種系統(tǒng)相對

43、比較少，如我們目前使用的有線電視系統(tǒng)。統(tǒng)相對比較少，如我們目前使用的有線電視系統(tǒng)。傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 駐波比駐波比解釋：駐波比是衡量負(fù)載匹配程度的一個指標(biāo)，解釋：駐波比是衡量負(fù)載匹配程度的一個指標(biāo)，它在數(shù)值上等于：它在數(shù)值上等于：VSWR11由反射系數(shù)的定義我們知道，反射系數(shù)的取值范圍是由反射系數(shù)的定義我們知道，反射系數(shù)的取值范圍是0 01 1，而駐波系數(shù)的取值范圍是而駐波系數(shù)的取值范圍是1 1正無窮大。射頻很多接口的駐正無窮大。射頻很多接口的駐波系數(shù)指標(biāo)規(guī)定小于波系數(shù)指標(biāo)規(guī)定小于2.02.0。駐波比惡化意味著信號反射比較厲害，也就是說負(fù)載和傳駐波比惡化意味著信號反射比較厲害，也就是

44、說負(fù)載和傳輸線的匹配效果比較差。所以在一個系統(tǒng)中，如果駐波比輸線的匹配效果比較差。所以在一個系統(tǒng)中，如果駐波比很差，可能會使信號傳輸效果變差，通道增益下降。一個很差，可能會使信號傳輸效果變差，通道增益下降。一個比較典型的例子就是靈敏度問題。比較典型的例子就是靈敏度問題。傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 回波損耗回波損耗回波損耗也是射頻上用得比較多得一個名詞，它和前回波損耗也是射頻上用得比較多得一個名詞，它和前面得反射系數(shù)、駐波比都是用來反映端口的匹配狀況面得反射系數(shù)、駐波比都是用來反映端口的匹配狀況的。回波損耗表示端口的反射波的功率與入射波功率的。回波損耗表示端口的反射波的功率與入射波功率之比。回

45、波損耗與反射系數(shù)的關(guān)系為：之比。回波損耗與反射系數(shù)的關(guān)系為： 回波損耗回波損耗20log20log（ ）由公式可以計算：回波損耗為由公式可以計算：回波損耗為26dB26dB時，對應(yīng)的反射系時，對應(yīng)的反射系數(shù)為數(shù)為0.050.05，駐波比為，駐波比為1.11.1。由此也可以估計一下，駐。由此也可以估計一下，駐波比為波比為2 2時的回波損耗是多少（時的回波損耗是多少（9.5dB9.5dB），也就可以理），也就可以理解對于功放后級的駐波要求為何嚴(yán)格。解對于功放后級的駐波要求為何嚴(yán)格。其它其它 插損：插損：當(dāng)某一器件或部件接入傳輸電路后所增加當(dāng)某一器件或部件接入傳輸電路后所增加的衰減，單位用的衰減，單

46、位用dBdB表示。表示。 耦合度：耦合度：耦合端口與輸入端口的功率比，單位耦合端口與輸入端口的功率比，單位dBdB 隔離度：隔離度：本振或信號泄露到其他端口的功率與原本振或信號泄露到其他端口的功率與原有功率之比，單位有功率之比，單位dBdB 選擇性：選擇性：衡量工作衡量工作頻帶頻帶內(nèi)的增益及帶外輻射的抑內(nèi)的增益及帶外輻射的抑制能力。制能力。-3dB-3dB帶寬即增益下降帶寬即增益下降3dB3dB時的帶寬，時的帶寬，- -40dB40dB、-60dB-60dB同理。同理。 天線增益（天線增益（dB）：）：指天線將發(fā)射功率往某一指定方向指天線將發(fā)射功率往某一指定方向集中輻射的能力。一般把天線的最大

47、輻射方向上的場強(qiáng)集中輻射的能力。一般把天線的最大輻射方向上的場強(qiáng)E E與理想各向同性天線均勻輻射場場強(qiáng)與理想各向同性天線均勻輻射場場強(qiáng)E0E0相比，以相比，以功率功率密度密度增加的倍數(shù)定義為增益。增加的倍數(shù)定義為增益。Ga=E2/ E02Ga=E2/ E02 天線天線方向圖方向圖：是天線輻射出的電磁波在自由空間存在是天線輻射出的電磁波在自由空間存在的范圍。方向圖寬度一般是指的范圍。方向圖寬度一般是指主瓣寬度主瓣寬度即從最大值下降即從最大值下降一半時兩點所張的夾角。一半時兩點所張的夾角。 E E面方向圖指與電場平行的平面內(nèi)輻射方向圖；面方向圖指與電場平行的平面內(nèi)輻射方向圖； H H面方向圖指與磁

48、場平行的平面內(nèi)輻射方向圖。面方向圖指與磁場平行的平面內(nèi)輻射方向圖。 一般是方向圖越寬，增益越低；方向圖越窄，增益越高。一般是方向圖越寬，增益越低；方向圖越窄，增益越高。 天線前后比：天線前后比：指最大正向增益與最大反向增益之比，指最大正向增益與最大反向增益之比，用用dBdB表示。表示。 單工：單工：亦稱單頻單工制，即收發(fā)使用同一頻率，亦稱單頻單工制，即收發(fā)使用同一頻率，由于接收和發(fā)送使用同一個頻率，所以收發(fā)不能由于接收和發(fā)送使用同一個頻率，所以收發(fā)不能同時進(jìn)行，稱為單工。同時進(jìn)行，稱為單工。 雙工：雙工：亦稱異頻雙工制，即收發(fā)使用兩個不同頻亦稱異頻雙工制，即收發(fā)使用兩個不同頻率，任何一方在發(fā)話

49、的同時都能收到對方的講話。率，任何一方在發(fā)話的同時都能收到對方的講話。單工、雙工都屬于單工、雙工都屬于移動通信移動通信的工作方式。的工作方式。 放大器放大器：（：（amplifier）用以實現(xiàn)信號放大的電路。用以實現(xiàn)信號放大的電路。 濾波器濾波器：(filter) 通過有用頻率信號抑制無用頻率通過有用頻率信號抑制無用頻率信號的部件或設(shè)備。信號的部件或設(shè)備。 衰減器：衰減器：(attenuator)(attenuator) 在相當(dāng)寬的頻段范圍內(nèi)一在相當(dāng)寬的頻段范圍內(nèi)一種相移為零、其衰減和特性阻抗均為與頻率無關(guān)種相移為零、其衰減和特性阻抗均為與頻率無關(guān)的的常數(shù)常數(shù)的、由電阻元件組成的的、由電阻元件

50、組成的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)，其主要用途，其主要用途是調(diào)整電路中信號大小、改善阻抗匹配。是調(diào)整電路中信號大小、改善阻抗匹配。 耦合器：耦合器：從主干通道中提取出部分信號的器件。按耦合從主干通道中提取出部分信號的器件。按耦合度大小分為度大小分為5.10.15.20. dB5.10.15.20. dB不同規(guī)格；從不同規(guī)格；從基站基站提取信號提取信號可用大功率耦合器（可用大功率耦合器（300W300W），其耦合度可從），其耦合度可從3065dB3065dB中選中選用；耦合器的接頭多采用用；耦合器的接頭多采用N N頭。頭。 負(fù)負(fù) 載：載：終端在某一電路（如放大器）或電器輸出端口，終端在某一電路（如放大器）或電器輸出

51、端口，接收電功率的元接收電功率的元/ /器件、部件或裝置統(tǒng)稱為負(fù)載。對負(fù)載器件、部件或裝置統(tǒng)稱為負(fù)載。對負(fù)載最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。 環(huán)形器：環(huán)形器：使信號單方向傳輸?shù)钠骷?。使信號單方向傳輸?shù)钠骷?轉(zhuǎn)接頭：轉(zhuǎn)接頭：把不同類型的傳輸線連接在一起的裝置。把不同類型的傳輸線連接在一起的裝置。 饋饋 線：線：是傳輸高頻電流的傳輸線是傳輸高頻電流的傳輸線 天天 線：線：(antenna)(antenna)是將高頻電流或是將高頻電流或波導(dǎo)波導(dǎo)形式的能量變換形式的能量變換成電磁波并向規(guī)定方向發(fā)射出去或把來自一定方向的電磁成電磁波并向規(guī)定方向發(fā)射出去或

52、把來自一定方向的電磁波還原為高頻電流。波還原為高頻電流。 測量信號特性：測量信號特性：測量線系統(tǒng)、自動測量線系統(tǒng)、自動網(wǎng)絡(luò)分析儀、六端口網(wǎng)絡(luò)分析儀、六端口測量系統(tǒng)、阻抗橋測量系統(tǒng)、阻抗橋 時域測量、時域測量、頻域測量頻域測量標(biāo)量參數(shù)測量標(biāo)量參數(shù)測量矢量參數(shù)測量矢量參數(shù)測量反射、傳輸反射、傳輸參數(shù)測量參數(shù)測量元件參數(shù)測量元件參數(shù)測量網(wǎng)絡(luò)測量網(wǎng)絡(luò)測量測量網(wǎng)絡(luò)特性：測量網(wǎng)絡(luò)特性：信號發(fā)生器信號分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀微波毫米波測試儀器頻譜分析儀功率放大器相位噪聲測試儀取樣示波器功率計測試接收機(jī)信號模擬發(fā)生器綜合測試儀矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀阻抗調(diào)配器噪聲系數(shù)測試儀數(shù)字存儲示波器合成信號發(fā)生器信號模擬發(fā)生

53、器微波測試儀器的分類70美國安捷倫（原h(huán)p公司）日本安立德國羅德&施瓦茨國內(nèi)41所微波毫米波測試儀器市場主要被安捷倫、微波毫米波測試儀器市場主要被安捷倫、R&S和安立和安立三家公司所壟斷，我國微波毫米波測試儀器以中電三家公司所壟斷，我國微波毫米波測試儀器以中電4141所為主所為主, ,已經(jīng)形成了已經(jīng)形成了 “ “探索一代、預(yù)研一代、研探索一代、預(yù)研一代、研制一代和生產(chǎn)一代制一代和生產(chǎn)一代” ” 的科研生產(chǎn)體系的科研生產(chǎn)體系, ,并具備批量并具備批量生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力。微波毫米波儀器主要供應(yīng)商微波毫米波儀器主要供應(yīng)商儀器門類儀器門類安捷倫公司安捷倫公司R&SR&S公司公司 安立公司安立公司中電中

54、電4141所所網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀5 5個系列個系列3 3個系列個系列3 3個系列個系列3 3個系列個系列信號發(fā)生器信號發(fā)生器7 7種系列種系列6 6個系列個系列2 2個系列個系列3 3個系列個系列信號分析儀信號分析儀8 8個系列個系列7 7個系列個系列3 3個系列個系列5 5個系列個系列噪聲系數(shù)測試儀噪聲系數(shù)測試儀1 1個系列個系列1 1個系列個系列功率計功率計2 2個系列個系列5 5個系列個系列1 1個系列個系列3 3個系列個系列頻率計頻率計4 4個系列個系列1 1個系列個系列1 1個系列個系列相位噪聲測試儀相位噪聲測試儀1 1個系列個系列1 1個系列個系列綜合測試儀綜合測試儀1 1個系列

55、個系列微波毫米波儀器主要系列微波毫米波儀器主要系列儀器門類儀器門類安捷倫公司安捷倫公司 R&S公司公司安立公司安立公司 中電中電4141所所網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀67GHz/110GHz40GHz65GHz/110GHz60GHz/170GHz信號發(fā)生器信號發(fā)生器67GHz/325GHz60GHz65GHz/325GHz60GHz/170GHz信號分析儀信號分析儀50GHz/325GHz50GHz/110GHz40GHz50GHz/170GHz噪聲系數(shù)測試儀噪聲系數(shù)測試儀25.5GHz/110GHz40GHz/110GHz功率計功率計50GHz/110GHz40GHz50GHz40GHz/170

56、GHz頻率計頻率計46GHz40GHz40GHz相位噪聲測試儀相位噪聲測試儀7GHz50GHz綜合測試儀綜合測試儀20GHz微波毫米波儀器技術(shù)水平對比微波毫米波儀器技術(shù)水平對比微波毫米波測試用傳輸線和射頻連微波毫米波測試用傳輸線和射頻連接接(Radio frequency joint)(Radio frequency joint)微波毫米波測試用連接器已標(biāo)準(zhǔn)化、國際化微波毫米波測試用連接器已標(biāo)準(zhǔn)化、國際化同軸測試儀器波導(dǎo)測試儀器同軸連接器頻率范圍波導(dǎo)頻率范圍N型DC-18GHzWR-4218-26.5GHz7mmDC-18GHzWR-2826.5-40GHzSMA(3.5mm)DC-26.5G

57、HzWR-2233-50GHzK(2.95mm)DC-40GHzWR-1940-60GHz2.4mmDC-50GHzWR-1550-75GHzV(1.85mm)DC-60GHzWR-1075-110GHz1.0mmDC-110GHzWR- 6110-170GHz各種同軸連接器各種同軸連接器波導(dǎo)和波導(dǎo)法蘭波導(dǎo)和波導(dǎo)法蘭R&S R&S 信號源信號源SMU200ASMU200AR&S R&S 功率計功率計NRPNRP噪聲系數(shù)測試儀噪聲系數(shù)測試儀 噪聲系數(shù)測試儀是進(jìn)行噪聲系數(shù)測試的專用噪聲系數(shù)測試儀是進(jìn)行噪聲系數(shù)測試的專用儀器。儀器。 R&S R&S 頻譜儀頻譜儀FSP/FSUFSP/FSUR&S R

58、&S 信號分析儀信號分析儀FSQFSQR&S R&S 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀ZVBZVB矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主要用來測試如頻響、增益、插矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主要用來測試如頻響、增益、插損、帶外抑制、損、帶外抑制、VSWRVSWR、S S參數(shù)（包括幅值和相位）、參數(shù)（包括幅值和相位）、阻抗、插入相移、群延時等指標(biāo)阻抗、插入相移、群延時等指標(biāo) 微波測量四大基本要求微波測量四大基本要求 接地，防靜電，防過載，規(guī)范連接方式接地，防靜電，防過載，規(guī)范連接方式 如果是網(wǎng)絡(luò)分析儀，還要特別重視校準(zhǔn)鍵如果是網(wǎng)絡(luò)分析儀，還要特別重視校準(zhǔn)鍵 接地：接地： 接地的概念經(jīng)常有人會與共地搞混，其實很容易分辨，接地的目接地的概

59、念經(jīng)常有人會與共地搞混，其實很容易分辨，接地的目的是保護(hù)人，而共地指的是儀器間共地，不讓它們之間有電壓差，目的是保護(hù)人，而共地指的是儀器間共地，不讓它們之間有電壓差，目的是保護(hù)儀器的是保護(hù)儀器 防靜電：防靜電：(對于頻率低的，通用的儀表不需要考慮這個問題對于頻率低的，通用的儀表不需要考慮這個問題) 靜電，在時域里是一個尖脈沖，頻域里就是白噪聲，靜電的電壓靜電，在時域里是一個尖脈沖，頻域里就是白噪聲，靜電的電壓是很大的，一般都以千伏為單位，是很大的，一般都以千伏為單位， 人對靜電沒感覺是一般是人對靜電沒感覺是一般是1KV1KV左右，有感覺就是左右，有感覺就是3KV3KV左右，有刺左右，有刺痛感差

60、不多有痛感差不多有5KV5KV了，如果有火花出現(xiàn)那就是上萬伏了了，如果有火花出現(xiàn)那就是上萬伏了 一般電子行業(yè)都會有一系列的防靜電措施，譬如防靜電服，防靜一般電子行業(yè)都會有一系列的防靜電措施，譬如防靜電服，防靜電手腕電手腕. 大跨度的寬頻帶測試功能和高頻率穩(wěn)定度；大跨度的寬頻帶測試功能和高頻率穩(wěn)定度； 為提高測量精確度和速度，要求測量儀器智能化，測量系為提高測量精確度和速度，要求測量儀器智能化，測量系統(tǒng)自動化；統(tǒng)自動化； 研究信號源，特別是相位噪聲的測量方法和理論；研究信號源，特別是相位噪聲的測量方法和理論； 微波電子設(shè)備小型化的要求激勵了微波集成電路的發(fā)展，微波電子設(shè)備小型化的要求激勵了微波集