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微波測量理論與實踐

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出版社:西安電子科技大學出版社出版時間:2022-11-01
開本: 26cm 頁數: 335頁
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微波測量理論與實踐 版權信息

微波測量理論與實踐 內容簡介

本書主要內容包括微波中網絡特性參數和信號特性參數測量的基本原理和方法,微波參數測量技術的發展脈絡與技術傳承,微波參數測量過程中的誤差分析與消除,現代微波測量發展的方向以及與新技術新方法的融合等。本書以歸一化傳輸線理論為基礎,討論了微波系統能量傳輸過程;從測量線技術入手,介紹了微波網絡特性參數(S參數、阻抗、反射系數、駐波比等)、信號特性參數(功率、頻率、介質參數、增益等)的多種測量方法及其特點。

微波測量理論與實踐 目錄

**章 引論 1 1.1 微波測量的特點和主要任務 1 1.2 微波測量的參數分類 3 1.2.1 網絡特性參數 3 1.2.2 信號特性參數 7 1.2.3 微波測量參數之間的關系 8 1.3 微波測量的發展動態 9 第二章 歸一化傳輸線理論 11 2.1 傳輸線(TEM波)電路理論 11 2.2 歸一化傳輸線理論 13 2.3 歸一化傳輸線理論向波導系統推廣 15 2.4 歸一化電壓和歸一化電流I-以及傳輸功率P與電路系統的關系 17 2.4.1 和I-與電路系統的關系 19 2.4.2 傳輸功率P與電路系統的關系 20 2.4.3 功率方程的討論 20 第三章 測量線技術 22 3.1 測量線系統簡介 22 3.1.1 測量線系統組成 22 3.1.2 探針調諧與晶體定標 27 3.1.3 探針電納對駐波位置的影響 28 3.1.4 探針電導對駐波比的影響 31 3.1.5 晶體定標 33 3.2 駐波比測量 35 3.2.1 直接法測量駐波比 35 3.2.2 等指示寬度法測量駐波比 35 3.2.3 功率衰減法測量駐波比 37 3.2.4 滑動小反射負載法測量駐波比 38 3.2.5 S曲線法測量駐波比 40 3.2.6 微波信號源駐波比的測量方法 45 3.2.7 晶體檢波器駐波比的測量方法 47 3.3 測量線誤差分析及其檢驗方法 48 3.3.1 開槽線剩余反射引入的誤差及其檢驗方法 48 3.3.2 不平穩度引入的測量誤差及其檢驗方法 49 3.3.3 探針反射引入的測量誤差及其檢驗方法 50 3.3.4 合成電壓駐波比與測量線誤差合成 50 第四章 阻抗與網絡參數的測量 52 4.1 測量線法測量輸入阻抗 52 4.1.1 單口微波元件等效電路 52 4.1.2 輸入阻抗的測量 54 4.1.3 多探針阻抗圖示儀及近期發展 55 4.2 測量線法測量網絡參數 56 4.2.1 雙口微波元件等效網絡 56 4.2.2 三點法測量雙口網絡參數 59 4.2.3 多點法測量雙口網絡參數 61 4.2.4 多口微波網絡參數的測量要點 67 第五章 反射計原理及反射系數測量 69 5.1 基本反射計工作原理 69 5.1.1 基本反射計與測量|Γ|的方法 69 5.1.2 實際雙定向耦合器反射計分析 71 5.1.3 實際單定向耦合器反射計分析 75 5.1.4 基本反射計主要誤差源及誤差分析 75 5.2 提高點頻反射計測量精確度的方法 78 5.2.1 雙定向耦合器調配反射計的原理 78 5.2.2 單定向耦合器調配反射計的原理 81 5.2.3 調配反射計調配不完善誤差分析 82 5.3 電橋反射計法測量反射系數 86 5.3.1 雙T與魔T的電橋反射計 86 5.3.2 微波集成電阻橋式反射計 87 5.4 反射計法測量反射系數的途徑 88 5.4.1 增加檢測端口數目 89 5.4.2 復比值計法 90 第六章 網絡分析儀的原理與應用 93 6.1 網絡分析儀的發展脈絡 93 6.2 網絡分析儀測量原理 93 6.2.1 幅相接收機 93 6.2.2 反射參數測量原理 95 6.2.3 傳輸參數測量原理 99 6.2.4 四個S參數的測量裝置 101 6.3 自動網絡分析儀(ANA)介紹 104 6.3.1 概述 104 6.3.2 自動網絡分析儀測量原理 104 6.3.3 典型實驗室設備及指標 106 第七章 微波信號源和頻譜分析儀的原理與應用 108 7.1 微波信號源 108 7.1.1 微波信號源分類及指標要求 108 7.1.2 微波掃頻信號源 110 7.1.3 微波合成信號源 116 7.1.4 微波合成掃頻信號源 122 7.1.5 典型實驗室設備及指標 123 7.2 頻譜分析儀 124 7.2.1 微波信號頻譜分析 125 7.2.2 頻譜分析儀的工作原理 129 7.2.3 典型實驗室設備及指標 132 第八章 六端口技術 135 8.1 六端口反射計的幾何模型及設計準則 135 8.1.1 幾何模型(物理模型) 135 8.1.2 設計準則 138 8.2 六端口反射計的數學模型 140 8.2.1 測量反射系數 141 8.2.2 測量負載吸收的凈功率 143 8.2.3 測量復數比 143 8.3 六端口反射計校準原理 146 8.3.1 五個半終端法 146 8.3.2 四個(或五個)終端法 148 8.3.3 四個短路/開路終端法 150 8.4 六端口反射計實際電路 150 8.4.1 反射型六端口反射計電路 150 8.4.2 反射-傳輸型六端口反射計電路 151 8.4.3 傳輸型六端口反射計電路 152 8.4.4 四端口魔T電路 154 8.5 六端口網絡分析儀原理 154 8.5.1 單六端口自動網絡分析儀 154 8.5.2 雙六端口自動網絡分析儀測量網絡參數原理 155 8.5.3 雙六端口網絡分析儀校準原理 157 第九章 微波功率測量 165 9.1 概述 165 9.1.1 微波功率測量的一般電路 165 9.1.2 功率的度量單位 166 9.1.3 功率計的基本組成和分類 167 9.1.4 脈沖功率與平均功率 168 9.1.5 微波功率敏感元件的分類與發展方向 168 9.2 微波晶體檢波器 168 9.2.1 晶體二極管及其特性和等效電路 169 9.2.2 晶體檢波頭 171 9.2.3 檢波器的連接電路及其指示裝置 174 9.2.4 微波晶體超小功率計介紹 174 9.3 微波小功率計原理 175 9.3.1 熱敏電阻小功率計原理 175 9.3.2 薄膜熱電偶小功率計 188 9.3.3 量熱式干負載型小功率計 190 9.4 微波中、大功率計原理 193 9.4.1 擴展小功率計量程 193 9.4.2 量熱式液體負載型中、大功率計原理 194 9.5 功率測量的誤差分析 196 9.5.1 功率測量的誤差源 196 9.5.2 功率方程式 197 9.5.3 功率測量中的失配誤差 202 9.6 微波功率計的校準方法簡介 203 9.6.1 測熱電阻功率探頭的有效效率和校準系數 203 9.6.2 直接比較法校準ηe或Kb 205 第十章 微波頻率與波長及Q值的測量 207 10.1 微波頻率測量 207 10.1.1 概述 207 10.1.2 頻率標準與有源比較法 209 10.1.3 微波外差式頻率計的基本工作原理 214 10.1.4 微波數字頻率計的基本原理 216 10.2 微波波長測量 222 10.2.1 諧振式波長計結構介紹 222 10.2.2 波長計的連接電路 225 10.2.3 波長計的等效電路參數 226 10.2.4 波長計誤差分析 227 10.2.5 波長計的校準方法 232 10.3 諧振腔Q值的測量 234 10.3.1 功率傳輸法測量Q值的原理 234 10.3.2 功率反射法測量Q值的原理 235 10.3.3 阻抗法測量Q值的原理 237 10.3.4 網絡分析儀法測量Q值的原理 239 10.3.5 Q值測量的誤差來源 240 第十一章 衰減測量 241 11.1 定義 241 11.1.1 衰減 241 11.1.2 衰減與反射損失和耗散損失間的關系 242 11.1.3 插入損失及其與衰減之間的關系 242 11.1.4 替代損失與增量衰減 244 11.1.5 衰減測量方法概述 245 11.2 直接測量衰減——功率比法 245 11.2.1 平方律檢波法測量衰減的原理 246 11.2.2 駐波法測量衰減的原理 246 11.3 替代法測量衰減的原理 247 11.3.1 高頻串聯替代法測量衰減的原理 248 11.3.2 中頻替代法測量衰減的原理 249 11.3.3 低頻替代法測量衰減的原理 251 11.4 衰減測量的掃頻技術 255 11.5 衰減測量的誤差源和失配誤差分析 256 11.5.1 接入一個待測衰減網絡時的失配誤差的計算 256 11.5.2 接入兩個衰減網絡時的失配誤差的計算 257 第十二章 相位移測量 260 12.1 定義 260 12.1.1 本征相位移ψ21 260 12.1.2 插入相位移ψb2-bg及其與ψ21的關系 260 12.1.3 替代相位移Δψ及差分相位移Δψ21 261 12.2 測量線法測量相移的原理 262 12.2.1 反射波法測量相移 262 12.2.2 傳輸波法測量相移 263 12.3 替代法測量相移的原理 265 12.3.1 平衡電橋法測量相移 265 12.3.2 調制副載波法測量相移 266 12.3.3 標準可變相移器 267 12.4 變換到低頻測量相移及數字相位計簡介 268 12.4.1 微波相位移變換到低頻的過程 268 12.4.2 數字相位計原理 269 12.5 相移測量的誤差源及失配誤差分析 271 12.5.1 誤差源 271 12.5.2 失配誤差分析 271 第十三章 微波噪聲系數測量 273 13.1 噪聲系數定義及其測量基本原理 273 13.1.1 噪聲系數定義 273 13.1.2 測量噪聲系數的基本原理 276 13.2 噪聲系數測量方法及誤差分析 278 13.2.1 Y系數法及其誤差分析 278 13.2.2 噪聲系數的自動及掃頻測量 282 13.3 調幅或調頻噪聲測量原理 284 13.3.1 調幅噪聲測量原理 284 13.3.2 調頻噪聲測量原理 284 13.4 頻譜儀法測量噪聲 285 13.4.1 頻譜儀法測量脈沖噪聲電壓譜強度 285 13.4.2 隨機噪聲測量 287 13.4.3 頻譜儀法測量放大器噪聲系數 288 13.5 典型實驗室設備及指標 290 第十四章 介質參數測量 292 14.1 介質參數簡介 292 14.1.1 介質參數定義及其影響因素 292 14.1.2 與介質參數相關的幾種關系式 293 14.1.3 介質材料的取樣方法 295 14.2 波導法測量介質參數 296 14.2.1 介質樣品的雙口等效網絡及εr的測定公式 296 14.2.2 兩點法測量介質參數 298 14.2.3 與介質樣品位置或長度無關的介質參數測量方法 301 14.2.4 高損耗材料介質參數的測量——無限取樣法(長樣品) 305 14.2.5 波導法測量介質參數的誤差源 306 14.2.6 鐵磁材料測量方法 307 14.3 諧振腔法測量介質參數 310 14.3.1 H01n腔測量盤形介質樣品 310 14.3.2 微擾法測量介質參數 312 第十五章 天線測量 314 15.1 概述 314 15.1.1 天線測量中的基本概念 314 15.1.2 天線測量中的互易性 316 15.1.3 近場和遠場 316 15.1.4 坐標系 317 15.1.5 天線測量的典型誤差源 318 15.1.6 測量場地 318 15.2 天線的基本參數及其測量方法 320 15.2.1 天線方向圖測量 320 15.2.2 天線增益測量 323 15.2.3 天線極化測量 327 15.3 微波毫米波天線測試系統概述 330 15.3.1 微波毫米波天線測試系統的主要用途 330 15.3.2 天線測試的幾種典型系統組成 331 15.4 典型實驗室設備及指標 333 參考文獻 335
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