绪论 1
第一篇 微波信号特性的测量 6
第一章 微波测量用信号源 6
1-1 微波测量用信号源的种类与用途 6
1-2 微波信号发生器及标准信号发生器 7
1-2.1 电子管微波振荡器 8
（1）微波三极管振荡器 8
（2）速调管振荡器 9
1-2.2 固态微波振荡器及调幅器 12
（1）微波晶体管振荡器 12
（2）体效应管振荡器 13
（3）PIN管调制器 16
1-2.3 微波信号发生器的工作特性 19
（1）频率特性 19
（2）输出特性 20
（3）调制特性 21
1-2.4 信号发生器的稳频与稳幅 22
（1）锁相稳频 22
（2）自动稳幅 25
1-3 微波扫频信号发生器 26
1-3.1 返波管扫频发生器 26
（1）返波管振荡器原理简述 26
（2）一般扫频发生器的组成 27
1-3.2 固态扫频发生器 28
（1）用变容管调谐的扫频振荡器 28
（2）用YIG调谐的扫频振荡器 29
1-4 频率合成式信号发生器 31
1-4.1 直接式频率合成器 32
1-4.2 锁相式频率合成器 34
（1）用数字式锁相环构成频率合成器 34
（2）两种微波频率合成器方案举例 35
第二章 信号频率及波长的测量 39
2-1 频率标准 39
2-1.1 石英晶体振荡器 39
2-1.2 铷原子频率标准 41
2-1.3 铯原子频率标准 43
2-1.4 氢原子频率标准 44
2-2 频率测量方法 45
2-3 微波外差式频率计 47
2-4 微波计数式频率计 48
2-4.1 直接计数式 48
2-4.2 预分频式 52
2-4.3 外差变频式 54
2-4.4 频率转换式 56
2-5 微波谐振式波长计 59
2-5.1 带耦合元件的谐振腔等效电路 59
（1）单口式谐振腔 60
（2）二口式谐振腔 63
2-5.2 谐振式波长计的不同接入方式及谐振指示 66
（1）反应式波长计 66
（2）反射式波长计 70
（3）传输式波长计 71
2-5.3 波长计用的谐振腔类型和特性 72
（1）同轴TEM型λ/2谐振腔 73
（2）同轴TEM型λ/4谐振腔 74
（3）电容加载式同轴谐振腔 75
（4）电容加载式E01 0圆柱腔 75
（5）H111及H011型圆柱腔 77
第三章 信号电平与功率的测量 83
3-1 概述 83
3-2 信号电平的对数单位——分贝 83
3-3 信号电平指示器的分类 85
3-3.1 按测量范围或灵敏度高低分类 85
3-3.2 通过式与终端式电平指示器 87
3-3.3 峰值与平均值电平指示器 89
3-4 晶体二极管检波器及超小功率计 90
3-4.1 微波检波二极管的种类及性能 90
3-4.2 检波晶体座及实现宽带匹配的途径 92
3-4.3 宽带匹配晶体检波器的性能指标和用途举例 95
3-4.4 晶体检波式超小功率计 97
3-5 热偶式安培计和中、小功率计 98
3-5.1 热偶式安培计及毫安计 98
3-5.2 热偶式中功率计 99
3-5.3 薄膜热偶式小功率计 100
（1）铋-锑薄膜式热偶 100
（2）薄膜-半导体热偶 101
3-6 测热电阻式检波器、小功率计及伏-安校准器 104
3-6.1 测热电阻元件的种类 104
3-6.2 测热电阻座 106
（1）同轴线测热电阻座 107
（2）波导测热电阻座 108
3-6.3 镇流电阻式检波器及峰值功率计的指示电路 111
3-6.4 测热电阻功率计电桥指示电路 113
（1）不平衡式电桥 113
（2）平衡式电桥 115
（3）自动平衡电桥 117
（4）温度补偿双电桥 118
（5）双电桥的改进型 120
3-6.5 测热电阻通过式功率计及伏-安校准器电路 122
3-7 量热式功率计 124
3-7.1 干负载式静止量热计 124
3-7.2 可校准测热电阻座的微量热计 127
3-7.3 水负载流动式量热计 129
3-8 微波功率计的误差分析与校正 132
3-8.1 失配误差的性质与处理 132
3-8.2 效率误差、替代误差及其修正 135
3-8.3 仪表误差及测量总误差的估计 136
3-9 微波功率计的校准与比对 137
3-9.1 交替接入比较法 138
3-9.2 单定向耦合器法 139
3-9.3 调配反射计法 141
3-9.4 功率方程法（广义反射计法） 145
第四章 信号波形与频谱的测量 148
4-1 信号波形与频谱的关系 148
4-2 常见信号波形及其频谱 149
4-3 测量信号波形的主要仪器——电子示波器 156
4-3.1 通用电子示波器 156
（1）示波管显示部分 157
（2）垂直放大部分 159
（3）水平扫描部分 168
4-3.2 超高频实时示波器 176
（1）普通示波管的高频限制 176
（2）显微示波器 179
（3）行波示波器 180
（4）新近发展及趋向 183
4-3.3 采样示波器 184
（1）垂直采样部分 184
（2）采样时基部分 189
4-4 测量信号频谱的主要仪器——频谱分析仪 193
4-4.1 频谱分析仪的分类 194
（1）实时式和非实时式（扫描式） 194
（2）扫频射频调谐式与扫频超外差式 195
（3）扫中频与扫前端的超外差式 196
（4）基波混频式与谐波混频式 199
4-4.2 微波频谱分析仪的主要性能参数及其对观测频谱的影响 201
（1）与幅度有关的诸参数 201
（2）与频率有关的诸参数 203
（3）有关频率分辨力的一些问题 204
（4）分析脉冲调幅波时两种不同的频谱显示 208
第二篇 微波网络特性的测量 214
第五章 反射参量的测量 214
5-1 本章任务概述——驻波比、反射系数、输入阻抗、网络参数sii等的关系 214
5-2 开槽测量线法 220
5-2.1 开槽测量线的构造要点 220
（1）开槽线段 220
（2）探针及滑行座 221
（3）检波与指示装置 221
5-2.2 开槽测量线的基本测量方法 222
（1）测量驻波比S 223
（2）测量复数Γ和Z 223
5-2.3 开槽测量线的误差分析与检定 224
（1）过渡段的不连续性 225
（2）中介传输线的衰减 227
（3）探针的加载作用 229
（4）机械不平稳性 234
（5）测量线的准确度等级及其检定 236
5-2.4 可避免某些误差的变通测量方法 238
（1）不依赖于检波律的一些测S法 238
（2）可消除Sr影响的一些测S法 239
（3）测量大驻波比时减免探针误差的测法 243
5-2.5 扫频测量线技术 245
5-3 反射计法 247
5-3.1 微波反射计的组成方式及工作原理 247
（1）双定向耦合器式 247
（2）单定向耦合器式 250
（3）可以兼测argΓ的反射计 251
（4）反射计的主要误差来源 254
5-3.2 调配式反射计 255
5-3.3 扫频反射计 257
（1）扫频反射计的组成及读数方式 257
（2）扫频反射计的信号流图分析 262
（3）扫频反射计的发展 268
5-4 电桥法 271
5-4.1 波导魔T电桥 271
（1）平衡电桥法 272
（2）不平衡电桥法 273
5-4.2 微波电阻电桥 274
5-5 旋转式驻波指示器 275
5-6 自动阻抗显示仪 277
第六章 传输参量的测量 281
6-1 传输参量测量的任务——衰减及相移的测量 281
6-2 各种传输损失与衰减的定义及某些测量误差 281
6-2.1 插入损失与衰减 281
6-2.2 替代损失与增量衰减 283
6-2.3 变换器损失与传输效率 284
6-2.4 衰减测量中的失配误差 285
6-2.5 漏场和串扰误差 286
6-3 功率比法测衰减（点频与扫频） 287
6-3.1 单只功率计或平方律检波器法 287
6-3.2 取样检波求比值法 289
6-3.3 稳幅信号源及校准栅线法 290
6-3.4 用功分器的两路比较法 291
6-4 替代法测衰减 292
6-4.1 高频替代法 293
6-4.2 中频替代法 295
（1）串联替代式电路 295
（2）并联替代式电路 296
（3）线性混频的非线性误差 298
（4）两路变频式中频替代法 300
6-4.3 音频替代法 301
6-5 直接转移到低频测衰减 302
6-5.1 低中频外差法 303
6-5.2 调制副载波法 304
6-5.3 单边带调制法 307
6-6 其他间接法测衰减 309
6-7 各种相移的定义及测相移时的失配误差 310
6-8 用开槽线测相移 312
6-8.1 反射波法 312
6-8.2 传输波法 313
6-9 高频替代法测相移 314
6-9.1 两路平衡电桥法 315
6-9.2 调制副载波法 317
6-10 转移到低频测相移 318
6-10.1 超外差变频式微波相位测量及校准装置 318
6-10.2 调制副载波及微波鉴相器式扫频相位计 321
6-11 相位测量装置的误差及自校准 323
6-11.1 微波相位计某些误差的性质和估计 323
6-11.2 相位计及其测量值的自校准法 325
6-12 能够全面测量传输系数模值和幅角的方法评述 326
6-13 矢量电压表及其应用 327
第七章 网络参数的全面测定 332
7-1 概述 332
7-2 测量网络参数的三点法和多点法 333
7-2.1 三点法 333
7-2.2 多点法 336
7-2.3 等效变压器法 337
7-3 频率转移式微波网络分析仪的不同方案 340
7-3.1 单边带调制式 340
7-3.2 调制副载波式 341
7-3.3 外差变频式 343
7-3.4 采样变频式 346
7-4 s参数选测装置及其误差模型 347
7-4.1 反射测试单元 347
7-4.2 传输测试单元 350
7-4.3 反射／传输测试单元 351
7-4.4 全部s参数选测装置 353
7-5 自动网络分析仪（ANA） 355
7-5.1 自动微波网络分析仪的组成 355
7-5.2 系统误差的预先定值及自动修正 356
7-5.3 其他剩余误差及考核 361
7-6 构成微波网络分析仪的新途径——六端口技术 362
7-6.1 概念的引出 362
7-6.2 六端口矢量电压表的一般理论及典型构造 363
7-6.3 六端口反射计的几何解释及设计准则 366
7-7 六端口自动网络分析仪（SPANA） 370
7-7.1 单六端口式方案 370
7-7.2 双六端口式方案 371
第八章 用时域法测量网络特性 374
8-1 概述 374
8-2 时域反射测量 375
8-2.1 宽带时域反射计 375
（1）电路接法和工作方式 376
（2）电阻性终端负载或不连续性 378
（3）电抗性终端负载或不连续性 381
（4）幅度分辨力 381
（5）时间或距离分辨力 384
（6）设备构成举例 385
8-2.2 窄带时域反射计 387
（1）不同的信号源及工作方式 387
（2）各式系统举例 388
8-3 时域传输测量 391
8-3.1 用时域法测量传输的不同途径 391
8-3.2 时域测传输的电路接法 394
（1）典型接法及延迟线段的作用 394
（2）能兼测反射的变态接法 395
（3）步级衰减器替代读数法 395
8-4 时域自动网络分析仪（TDANA） 396
8-4.1 TDANA的组成及工作原理 396
（1）测量传输参数s21（jω） 396
（2）测量反射参数s11（jω） 398
8-4.2 快速傅氏变换（FFT） 399
8-4.3 TDANA系统及应用举例 401
（1）NBS系统 401
（2）Sperry系统 404
（3）数据处理示波器 409
8-4.4 TDANA与ANA的比较 410