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1、微波仪器设备及测试技术,微波波长很短的电磁波 频率f：300MHz 300GHz波长：1m 1mm毫米波高端:亚毫米波段 10.1mm远红外:0.3mm0.01mm,微 波,无线通信,1 引言1.1 微波测试技术的地位和作用,重要性：测试是认识客观事物的基本方法；测试技术是信息技术的源头和重要组成部分现代微波测试技术与传统微波测试技术的主要差别：自动测量；宽频带；用软件技术修正误差；多参数测量,测量线系统、自动网络分析仪、六端口测量系统、阻抗桥,时域测量、频域测量,标量参数测量矢量参数测量,反射、传输参数测量元件参数测量,网络测量,2,国内外微波测试仪器的现状,射频和微波频段已成熟，重点转向毫
2、米波频段的研究向高频率、宽频段和高性能方向发展，打破西方的封锁,2 微波测试仪器的分类,传统的分类方法：a)信号源；b)信号分析仪；c)噪声分析仪；d)功率计；e)频率计；f)网络分析仪从测试技术角度来分，可分为：a)信号分析；b)网络分析,3 微波毫米波测试用传输线和射频连接(Radio frequency joint),微波毫米波测试用连接器已标准化，国际化,在厘米波段，接头标准各厂商较为一致在毫米波段，各厂商采用的接头有差异我国可能采用的接头为：N型、7mm、3.5mm、2.4mm、1mm。,4 微波毫米波测试仪器中的微波测试技术4.1 微波毫米波信号源,一般经济型扫频发生器将退出历史舞
3、台（1）频率合成技术 频率合成器：已有专用集成块，且具有高分辨率锁相式频率合成器DDS频率合成器,（2）宽带同轴信号发生器,YIG振荡器+倍频方案双YIG振荡器+倍频方案,（3）毫米波信号发生器,倍频方案的相位噪声有恶化趋势在3mm或更高频段也可直接用基波振荡器，可提高功率输出，抑制杂波,（4）提高信号发生器的频谱纯度,YIG跟踪滤波器双YIG跟踪滤波器开关滤波器,（5）调制方式,AM、FM和PM,MG3690B系列信号源,Highest Output Power:MG3694B,40 GHz:+17/+15 dBm Faster Switching time:5ms/1 GHz step,4
4、.2 微波毫米波信号分析仪,分析仪种类（主要讨论频谱分析仪）频谱分析仪的需求频谱分析仪的本振：高性能谱仪采用锁相频率合成技术,预选频混频技术：26.5GHz以下采用单YIG,26.5GHz以上采用双YIG。基波混频毫米波波导频谱仪：采用外加混频器模块，用YIG滤波器滤掉杂波,7.1 GHz 手持便携频谱分析仪坚固的 6.4 磅设计 优异的性能大而亮,阳光下可看清的 TFT 彩色显示通过 USB 2.0 或 LAN 容易远控,5,4.3 微波毫米波相位噪声分析仪,微波毫米波相位噪声的两种测试方法：(a)直接频谱分析法(b)先解调（下混频），后分析法相位噪声测试仪的关键技术：(a)频率变换技术(b
5、)相位解调技术(c)相位噪声特性曲线的测试技术,4.4 微波毫米波噪声系数测试仪,噪声系数定义噪声系数测试仪的用途噪声系数测试仪现状,4.5 微波毫米波频率计,测试方法（谐振腔法，计数法）频率计数法的工作方式发展现状（技术基本成熟）关键技术（宽带取样变频技术）毫米波频率计（谐波混频技术拓宽频带）,4.6 微波毫米波功率测量仪器,微波毫米波功率检测传感器：肖特基检波二极管功率头计算机技术用于功率测试（对温度、频率和功率在三维空间上采用软件修正）连续波功率计的动态范围：-7020dBm峰值功率计,4,4.7 宽带取样示波器,特点：直观，方便需求：高速数字通信关键技术：高速宽带取样器技术；窄脉冲形成
6、电路；电荷放大器和滤波器；精密时基和触发电路；数据采集和处理技术等,4.8 微波毫米波网络分析仪4.8.1 微波毫米波矢量网络分析仪,历史误差模型校准技术（已知的标准件）测试方式（扣除方式）校准常用方法：12项误差校准方法；TRL校准方法,技术性能：扩展到了毫米波；110135dB的动态范围；值得注意的动向：（1）频率扩展问题：已达到1mm频段（2）高速计算机技术的应用：测试和数据处理速度大幅提高（3）矢量网络分析仪的应用极为广泛（4）射频矢量网络分析仪的发展特点：够用为原则，以降低成本,3,Agilent 8363B 矢量网络分析仪,多端口微波矢网,平衡传输线,ME7808B 毫米波 VNA
7、 系统,波导解决方案 频段范围：V-Band(50-75 GHz)E-Band(60-90 GHz)Extended E-Band(56-94 GHz)W-Band(75-110 GHz)Extended W-Band(65-110 GHz)Higher frequency bands(up to 325 GHz),多端口微波矢网,On Wafer 在片平衡传输线测量,Open,Short,Load,Thru 1-2,Thru 1-4,Thru 1-3 and 2-4,Thru 2-3,Thru 3-4,GSGSG 在片校准件,剥离测量夹具夹具的插入损耗不能被忽略,VNA Port 1,VNA
8、 Port 2,同轴校准参考面,双端口植入/剥离,4.8.2 标量网络分析仪,特点：适用于标量测试的情况；价格低于矢量网络分析仪性能：6075dB的动态范围；采用脉冲调制技术降低了外界的干扰,4.9 微波毫米波测试系统(Test system),意义：用于现代复杂电子系统的多参数快速测量构成：系统集成、接口技术和测试软件应用：a）相控阵技术；b）有源相控阵雷达；c）测试用仪器；d）GPIB总线(Bus)、MMS模块化仪器、VXI总线,T/R组件测试系统,天线测试系统,RCS测试系统,雷达吸波材料反射系数测试系统,4.10 VXI总线测试系统,VXI总线标准VXI总线的特点VXI总线微波测试系统,4.11 调制域分析仪4.11.1 概述 调制域,4.11.2 调制域分析仪,调制域分析仪：上世纪九十年代推出的用于测量频率与时间关系的仪器典型仪器：安捷伦5371A，53310，5372A，5373A等,4.11.3 调制域分析仪的应用领域,应用：测量数字系统中的信号抖动用于VCO阶跃响应分析脉冲编码数据分析直接观测线性调频脉冲的线性度检验蜂窝状无线电的信道切换特性捷变频信号的分析雷达、电子战和监视系统分析扩频通信中的性能分析,
