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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,Source Basics,Copyright 2000,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,Source Basics,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,微波測量,測量是什么,？,Network Analyzer Basics,測量對象

2、繁多,Device type,Active,Passive,Integration,High,Low,Antennas,Switches,Multiplexers,Mixers,Samplers,Multipliers,Diodes,Duplexers,Diplexers,Filters,Couplers,Bridges,Splitters,dividers,Combiners,Isolators,Circulators,Attenuators,Adapters,Opens,shorts,loads,Delay lines,Cables,Transmission lines,Waveguide

3、,Resonators,Dielectrics,R,L,Cs,RFICs,MMICs,T/R modules,Transceivers,Receivers,Tuners,Converters,VCAs,Amplifiers,VCOs,VTFs,Oscillators,Modulators,VCAttens,Transistors,不同測量方法,Source Basics,Copyright 2000,NF,Stimulus,type,Complex,Simple,Complex,Response tool,Simple,DCCW Swept Swept Noise 2-toneMulti-Co

4、mplex Pulsed-Protocol,freq power tone modulation RF,Det/Scope,Param.An.,NF Mtr.,Imped.An.,Power Mtr.,SNA,VNA,SA,VSA,84000,TG/SA,Ded.Testers,I-V,Absol.Power,Gain/Flatness,LCR/Z,Harm.Dist.,LO stability,Image Rej.,Gain/Flat.,Phase/GD,Isolation,Rtn Ls/VSWR,Impedance,S-parameters,Comprn,AM-PM,RFIC test,F

5、ull call sequence,Pulsed S-parm.,Pulse profiling,BER,EVM,ACP,Regrowth,Constell.,Eye,Intermodulation,Distortion,NF,Measurement plane,測量定義,測量是針對電參數(shù)而言。,微波測量意義,測量是科學(xué)的眼睛，沒有測量的科學(xué)是盲目的科學(xué)。人們掌握微波技術(shù)這門學(xué)科，不僅要解決這個波段的理論問題，還需要解決電磁波產(chǎn)生、放大、發(fā)射、接收、傳輸、控制和測量等。而在這些過程中，測量是尤其重要的手段。,僅僅是發(fā)動引擎不能算是汽車專業(yè)測試。同樣，設(shè)計電路或系統(tǒng)只能是說設(shè)計是可能的，成功的測

6、試才能決定真是可行性。,微波測量技術(shù)發(fā)展簡介,19,世紀末期建立了麥克斯韋方程組和電磁場理論。,1897,年,J.W.,瑞利建立金屬波導(dǎo)管傳播電磁波理論，并推斷出由金屬容器（空腔諧振器和有源器件相結(jié)合）激發(fā)空金屬管，有可能傳輸電磁波能量。,大約在,1933,年，科學(xué)家在實驗室發(fā)現(xiàn)了空金屬管能傳輸電磁波。,1936,年，索思沃思和,W.,巴羅發(fā)表了波導(dǎo)傳輸模式的激發(fā)測量論文。,這是微波學(xué)科的誕生時期。,可見微波學(xué)科同其他學(xué)科一樣，從誕生起就有在理論指導(dǎo)下，伴隨實驗研究的特點。這是法則！,簡單、手動,測量儀器,電子管技術(shù)、笨重,復(fù)雜的儀器,第一代自動,測量系統(tǒng),晶體管技術(shù)、計算機,大量重復(fù)測量、單

7、獨,編程,第二代自動,測量系統(tǒng),數(shù)字技術(shù)、大規(guī)模,集成電路，標(biāo)準儀器,接口,第三代自動,測量系統(tǒng),虛擬儀器、模塊化、,VXI,總線、充分利用計算機,測,量,儀,器,及,測,試,系,統(tǒng),的,發(fā),展,3050,年代，發(fā)展基礎(chǔ)階段，基本奠定低頻至微波波段的各種儀器的結(jié)構(gòu)和功能,6070,年代，騰飛與突破，特別是,GPIB,總線問世，使計算機與儀器有機聯(lián)系，自動測試稱為現(xiàn)實，極大提高測試準確度和重復(fù)性,80,年代，微處理器在測量儀器中廣泛適用，智能化儀器出現(xiàn)，測量速度和控制功能提高，增加數(shù)據(jù)運算與處理能力、自帶測試與外設(shè)控制以及自檢測及自校準能力,80,年代后期，專用集成電路和表貼技術(shù)廣泛應(yīng)用，儀器的

8、集成度極大提高，出現(xiàn)模塊化自動測試系統(tǒng)，,90,年代后儀器朝標(biāo)準化、模塊化和開放系統(tǒng)方向發(fā)展，測量速度與自動測試水平進一步提高,電子測量儀器的發(fā)展方向,小型化,數(shù)字化,智能化,網(wǎng)絡(luò)化,虛擬化,模塊化,小型化,得益于大規(guī)模集成電路的運用,典型的是,FPGA,的大量使用，,門數(shù)多達上百萬門、儀器中,10,萬門,各種存儲器容量的增加,使得電子產(chǎn)品體積大幅度減小,數(shù)字化,由于高速,A/D,的出現(xiàn)，使得模數(shù)轉(zhuǎn)化的精度和速度得到極大提高（納秒級、,10,位），而大規(guī)模,DSP,芯片的運用又為信號的各種處理提供了快速、可靠的方法。,優(yōu)點：抗干擾、精度高、易生產(chǎn)等 典型運用：手機、數(shù)字調(diào)制（,ASK,、,FS

9、K,、,PSK,、,QPSK,）,頻譜儀：數(shù)字中頻將濾波器、對數(shù)放大,等電路利用數(shù)字技術(shù)來實現(xiàn),本質(zhì)是利用,AD,后,DSP,芯片處理,智能化,采用人工智能技術(shù)：專家系統(tǒng)、知識工,程、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,在設(shè)計階段就充分考慮到維護、自適應(yīng),等因素，利用軟件和設(shè)計相應(yīng)的電路使電,子產(chǎn)品具有自測試、自診斷、自恢復(fù)、自,適應(yīng)等功能。,網(wǎng)絡(luò)化,各種局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的普及，使得網(wǎng)絡(luò)無處不在，相應(yīng)的電子技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是相互關(guān)聯(lián)，相互促進的，電子產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化使得網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成有了基礎(chǔ)，而網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展又推動了電子產(chǎn)品更快地向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。,藍牙技術(shù)：短距無線通信，家電組網(wǎng),儀器：網(wǎng)卡 遠程診斷,虛擬化,建立在

10、計算機技術(shù)基礎(chǔ)上核心是建模與仿真,:,多媒體仿真虛擬現(xiàn)實仿真、分布交互仿真虛擬戰(zhàn)場、虛擬儀器、飛行模擬器,30,年代 美國飛行模擬座艙,60,年代英國警犬導(dǎo)彈研制,當(dāng)今美國,HUSTON,的飛船仿真,波音,777,采用虛擬技術(shù)實現(xiàn)無紙生產(chǎn),我國電網(wǎng)仿真,優(yōu)點：節(jié)約、提高速度,趨勢 智能仿真：模糊技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),模塊化,由于計算機技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)的快速發(fā)展以及各種總線標(biāo)準的開放，采用標(biāo)準總線結(jié)構(gòu)，共用相同資源的電子產(chǎn)品大量出現(xiàn)。,電子測量儀器：,GPIB,接口總線、,VXI,、,PXI,總線，出現(xiàn)了模塊化儀器,VXI,信號源、頻譜儀、示波器、,PXI,示波器,1GHz,帶寬、,4GS/s,取樣

11、率,測量概念,1.,概念,a.,測量是為確定被測對向量值而進行的實驗過程,電子測量是對電參數(shù)進行的測量,b.,電子測量儀器是利用電子技術(shù)制造的測量電參,數(shù)的儀器,2.,電子測量內(nèi)容,a.,電能量的測量,b.,信號特性測量,c.,元器件和電路參數(shù)測量,電子測量技術(shù),電子測量是對一切電參數(shù)的測量,網(wǎng)絡(luò)的測量,信號參量的測量,電阻、電容、電感、,阻抗參量、導(dǎo)納參量,混合參量、散射參量,信號功率參量、,頻率參數(shù)、調(diào)制,特性的測量,信號采集,信號處理、分析,數(shù)據(jù)輸出,測量被測量值的儀器,信號的產(chǎn)生,信號處理,信號輸出,產(chǎn)生標(biāo)準輸出的儀器,電子測量儀器種類,微波測試儀器,信號測量,網(wǎng)絡(luò)測量,頻譜分析儀,頻

12、率計,功率計,網(wǎng)絡(luò)儀,噪聲儀,微波信號源,1.,低頻網(wǎng)絡(luò),雙口網(wǎng)絡(luò),I,1,V,1,V,2,I,2,二 元器件特性的網(wǎng)絡(luò)表征方法,阻抗參量,(Z),導(dǎo)納參量,(Y)ABCD,參量,V,1,=Z,11,I,1,+Z,12,I,2,I,1,=Y,11,V,1,+Y,12,V,2,V,1,=AV,2,+B(-I,1,),V,2,=Z,21,I,1,+Z,22,I,2,I,2,=Y,21,V,1,+Y,22,V,2,I,1,=CV,2,+D(-I,2,),微波網(wǎng)絡(luò)的表征方法,a,1,b,1,a,2,b,2,b,1,=S,11,a,1,+S,12,a,2,b,2,=S,21,a,1,+S,22,a,2,

13、a,1,端口,1,的電壓入射波,S,11,端口,1,的反射系數(shù),a,2,端口,2,的電壓入射波,S,22,端口,2,的反射系數(shù),b,1,端口,1,的電壓出射波,S,12,反向傳輸增益,b,2,端口,2,的電壓出射波,S,21,正向傳輸增益,S,11,S,22,S,21,S,12,時域測量、,頻域測量,標(biāo)量參數(shù)測量,矢量參數(shù)測量,反射、傳輸,參數(shù)測量,元件參數(shù)測量,網(wǎng)絡(luò)測量,測量線系統(tǒng)、自動,網(wǎng)絡(luò)分析儀、六端口,測量系統(tǒng)、阻抗橋,信號的測量,信號類型：,正弦信號：,S,（,t,）,=A,（,t,）,COS2,f,（,t,）,+,（,t,）,時域測量 頻域測量 調(diào)制域測量,寬帶、能測量,相位差、幅

14、度,差、脈沖性能,無法測量小失真,相對窄帶、能,根據(jù)需要壓縮,帶寬、測量小失,真、動態(tài)范圍大,測量時間,和頻率關(guān)系,信號分析：,時域和頻域關(guān)系示意圖,time,Amplitude,(power),frequency,Time domain,Measurements,Frequency Domain,Measurements,f,（,t,）,t,V,（,f,）,f,f,（,t,）,t,t,f,（,t,）,V,（,f,）,V,（,f,）,f,f,時域波形,頻域波形,時域和頻域關(guān)系,時域,頻域,傅里葉變換,d,信號特性,頻率特性,電能量特性,頻率準確度、穩(wěn)定度,頻譜分布、頻譜純度,電壓、電流,功率,

15、穩(wěn)定度分：長,穩(wěn)、短穩(wěn),調(diào)制特性,調(diào)頻、調(diào)幅、,調(diào)相、脈沖,調(diào)制,頻率短期穩(wěn)定度,時域,阿倫方差,頻域,單邊相位噪聲,傅里葉變換,2,=1/2mf,0,2,（,f,1,-f,1,)+(f,2,-f,2,)+(f,3,-f,3,)+.,f,1,f,1,f,2,f,2,f,3,f,3,單邊相位噪聲,(SSB):,偏離載波,f0,為,f,處,每赫茲,帶寬的單邊帶功率和,載波功率之比,f0 f,調(diào)制域測量,S,（,t,）,=A,（,t,）,COS2,f,（,t,）,+,（,t,）,調(diào)幅,調(diào)頻,調(diào)相,調(diào)幅：,v,（,t,）,=A,c,（,1+M,a,COS,t,）,COSt,調(diào)頻：,v,（,t,）,=V

16、,c,COS,（,t+M,f,sint,）,調(diào)相：,v,（,t,）,=V,c,COS,（,t+M,f,COSt,）,t,t,f,f,數(shù)據(jù)域測量,研究以離散的時間和事件為自變量的數(shù)據(jù)流，用數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)格式、設(shè)備結(jié)構(gòu)、狀態(tài)空間概念表征數(shù)字系統(tǒng)特征。,微波測量內(nèi)容,微波信號源,微波頻率及頻譜,微波功率,微波網(wǎng)絡(luò)參量,Q,值測量,介質(zhì)參數(shù)測量,噪聲測量,交調(diào),微波測量儀器的使用（信號源、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀、功率計、頻譜儀、噪聲系數(shù)測試儀）微波信號特性分析,微波,波長很短的電磁波,頻率,f,：,300MHz 300GHz,波長 ：,1m 1mm,毫米波高端,:,亞毫米波段,10.1mm,遠紅外,:0.3mm0.01mm,什么是微波,微波：工作頻段的波長在,1m-1cm,（,300MHz-30GHz,）之間的電路，廣義上還包括毫米波（,30GHz-300GHz,）和亞毫米波（,300GHz-3THz,）電路。,常用的微波波段代號,波段代號,標(biāo)稱波長（,cm,）,頻率范圍（,GHz,）,波長范圍（,cm,）,L,22,1-2,30-15,S,10,2-4,15-7.5,C,5,4-8,7