现代微波测量技术(一)课件

现代微波测量技术汪海洋hhywa@uestc.edu.cn83202103逸夫楼416课程性质与教学安排专业选修课（电子科学与技术、物理电子学）综合性强，理论与实践结合，强调基本概念与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 、技能掌握课堂讲学（30学时）讲授＋讨论先导课程：电磁场与波、微波技术基础、电子测量技术教材：《现代微波与天线测量技术》戴晴黄纪军莫锦军电子工业出版社，2008/2012参考教材：《微波测量》汤世贤，国防工业出版社1991《微波测量技术》董树义电子工业出版社1995《现代微波工程测量》王培章朱卫刚电子工业出版社2014《微波器件测量手册》JoelP.Dunsmore电子工业出版社2014www.keysight.com原Agielnt教材与参考资料本课程考核方式：平时考核（30%）（考勤+课堂提问）期末考试（70%）（开卷）理论授课内容微波信号源微波信号频率与频谱测量微波信号功率测量微波信号噪声测量网络反射参量测量网络传输参量测量网络参数的全面测定微波信号时域测量综合性微波测试实例单重入式微波谐振腔设计与参数测试腔体滤波器的仿真、优化及测试低频电子 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 电压电流微波测量与低频电子测量比较微波传输线中电压、电流参数使用不方便，特别是在非TEM波传输线系统中电压、电流的定义失去了唯一性，如单导体传输线波导－模式电压，模式电流。测量、误差、计量一些基本概念中国的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 时间和授时课程补充知识狭义测量的定义测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。测量的基本要素被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境测量过程—基本要素之间的互动关系*选择测试仪器，组建测试系统。制定出测试策略（测量算法）和操作步骤（测试程序）* 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 测量误差并显示测量出结果。环境对测量的影响环境对被测对象的影响：某些被测对象客体（如器件、电路或系统）的性能特性对环境变化较为敏感或非常敏感，因此，原则上测量应在被测对象的正常或额定工作条件下进行。环境对仪器系统的影响：环境可能直接或间接地影响到仪器系统本身的某个工作特性，进而影响测量结果，造成测量误差。特别是某些测量器具的量程广、频段宽，而内部的元器件数目甚多，且对外界影响相当敏感，错综复杂的影响量所产生的不良效应有时会成为测量的严重问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。环境对测量人员的影响：高温、严寒、潮湿、闷气、嘈杂、照明不适当等不良工作环境，会对测量人员的身心产生不良影响，从而引起不同程度的人身误差乃至差错。海拔温度湿度测量误差的定义测量误差的基本概念测量的目的:获得被测量的真值。真值:在一定的时间和空间环境条件下，被测量本身所具有的真实数值。测量误差:所有测量结果都带有误差。测量误差的来源（2）影响误差由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。（1）仪器误差由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。测量误差的来源（3）理论误差和方法误差由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。（4）人身误差由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因，而在测量中使用操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。（5）测量对象变化误差：测量过程中由于测量对象变化而使得测量值不准确，如引起动态误差等。测量误差的表示方法测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。由测量所得到的被测量值与其真值之差，称为绝对误差，有大小，又有符号和量纲。实际应用中常用实际值A（高一级以上的测量仪器或计量器具测量所得之值）来代替真值。相对误差一个量的准确程度，不仅与它的绝对误差的大小，而且与这个量本身的大小有关。相对误差：绝对误差与被测量的真值之比实际相对误差示值相对误差相对真误差计量仪器的示值与被测量（约定）真值之差计量的定义和意义为使在不同的地方，用不同的手段测量同一量时，所得的结果一致，就要求统一的单位、基准、标准和测量器具。计量的定义计量的定义和意义计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。计量包含了为达到统一和准确一致所进行的全部活动，如单位的统一、基准和标准的建立、进行量值传递、计量监督管理、测量方法及其手段的研究等。计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。计量是一种特殊形式的测量，它把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的《检定证书》。计量的任务是确定测量结果的可靠性。计量是测量的基础和依据。没有计量，也谈不上测量。测量发展的客观需要才出现了计量。测量是计量应用的重要途径。没有测量，计量将失去价值计量和测量的联系为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量。基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。根据工作基准复现出不同等级的便于经常使用的计量标准量具或仪器，简称标准。检定：是用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。一般要求计量标准的准确度为被检者的1/3到1/10。比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。校准：校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量器具的示值误差（有时也包括确定被校器具的其他计量性能）的全部工作。量值的传递：指一个物理量单位通过各级基准、标准及相应的辅助手段准确地传递到日常工作中所使用的测量仪器、量具，以保证量值统一的全过程。例：以太阳为基准，时间测量的精确度1天内可达到1秒钟。而目前铯原子钟的计时精确度在三百万年内也不超过1秒。如果时间测量精度不能突破百万分之一秒，目前的GPS系统将不可能应用????。一个时期的测量基准反映当时的人类认识水平和科学水平。北京时间从何而来？中国的标准时间和授时中国的标准时间和授时时间是一个基本物理量，任何一个大国都拥有自己独立的，并力图保持同时代最好水平的时间标准和服务系统。转动体的自由旋转－－地球自转（世界时，ms级）天体开普勒运动－－地球公转（历书时，精度不高）原子谐波振荡运动－－铯原子钟（1967年10月，国际时间标准）中国的标准时间和授时一个原子时秒的长度是铯原子跃迁振荡9192631770周期所持续的时间，更长的时间单位由秒的累加而得。（谐振频率f＝9.192631770GHz，频率基准)国际原子时由设在法国巴黎的国际权度局（BPIM）建立并保持，其分析处理全世界约50个时间实验室的200台原子钟数据。中国科学院国家授时中心有19台铯原子钟和4台氢原子钟数据定期传送给BIPM。中国的标准时间和授时微波测试注意事项微波测试仪器有两个特点：1、价格昂贵；2、种类多。对于微波测试仪器来说，经常是动辄几十万甚至上百万元。因此，在操作的过程中（1）必须要注意电网的安全性（2）保证设备接地良好（3）绝对禁止仪器的带电连接操作（必要时除外）（4）禁止调试时带电焊接在微波测试仪器当中，有许多针对各种技术指标的专用测试仪器；另外，一台测试仪器通常也只能覆盖某一个频率范围。所以往往是对于不同频段的产品或者是不同的指标，就需要不同的微波测试仪器。常用微波测量仪器简介网络分析仪网络分析仪分为标量网络分析仪和矢量网络分析仪。矢量网络分析仪主要用来测试如频响、增益、插损、带外抑制、VSWR、S参数（包括幅值和相位）、阻抗、插入相移、群延时等指标；而标量网络分析仪则只能测试上述指标中与相位无关的参数。常用微波测量仪器简介频谱分析仪频谱分析仪主要用来分析和测试信号的频谱、相位噪声、杂波以及谐波等。Agilent8560-seriesAgilentPSA-series常用微波测量仪器简介噪声系数测试仪噪声系数测试仪是进行噪声系数测试的专用仪器。常用微波测量仪器简介功率计分为连续波功率计和峰值功率计。HP8991A峰值功率计E4418B连续波功率计思考题：二者能否混用？常用微波测量仪器简介频率计（波长计）用来准确地测量信号的频率值。Agilent53181A计数器及Agilent5361B脉冲/CW计数器常用微波测量仪器简介频率计（波长计）用来准确地测量信号的频率值。常用微波测量仪器简介信号发生器可以产生CW及各种调制的微波信号，分为模拟和矢量信号发生器。常用微波测量仪器简介示波器高实时带宽数字存储示波器TD6604数字存储示波器，输入阻抗50Ω,模拟带宽6GHz（实时带宽）Lecroy已有模拟带宽65GHz产品（实时带宽）常用微波测量仪器简介示波器低端数字存储示波器如TDS3000系列模拟带宽300MHz（输入阻抗-----50Ω/1MΩ）波形测试功率测试检波器常用微波测量仪器简介示波器带宽的重要性------最值钱的指标问题：对于5MHz的时钟信号需要用多少带宽的示波器常见回答：100MHz足够了，带宽是被测信号频率的3-5倍考虑即可。（1）被测信号是方波还是正弦波（2）如是方波，上升沿是多少？Lecroy带宽为200MHz，1GHz，6GHz测量结果tr=1.7nstr=873ps实时采样技术等效采样技术常用微波测量仪器简介相位噪声测试系统相噪测试系统是专门用来测试微波信号相位噪声指标的设备。常用微波测量仪器简介相位噪声测试系统相噪测试系统是专门用来测试微波信号相位噪声指标的设备。AgilentE5500A-series相位噪声测试系统常用微波测量仪器简介矢量信号分析仪矢量信号分析仪具有频域、相位域、时域和调制域（调幅、调频、调相）分析能力；具有猝发信号和瞬变信号分析以及瞬时功率测量的能力；具有眼图、星座图和矢量（即坐标图）等显示形式，可用于采用数字调制体制的设备和系统的测试。Agilent89441A及Agilent89640A矢量信号分析仪国内微波测量仪器与现状沿海企业与科技2005年第4期 目前国内市场上主要的微波测量仪器厂家有：美国安捷伦（Agilent）—原来惠普（HP）日本安立（Anritsu）公司德国罗德－施瓦茨（Rohde&Schwarz)公司国内-中电41所2002中国销售额2014？？？公司AgilentAnritsuRohde&Schwarz41所美国嘉兆IFR…亿元25.010.010.015.0差距：技术指标与性能，品牌，技术服务，价格频谱拓宽---THz微波测量仪器的数字化、智能化、自动化微波测量仪器的宽频带、多信息、标准化、模块化时域测量与时频分析时域、频域、调制域、时频域……网络仪器－联网与共享应用软件（LAN接口）AgilentVEEproLabView虚拟仪器设计与开发现代微波测量技术发展趋势虚拟仪器虚拟仪器（VirtualInstrument简称VI）是计算机技术同仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重大突破，是仪器领域内的一次革命。虚拟仪器是继第一代仪器—模拟式仪表、第二代仪器—分立元件式仪表、第三代仪器—数字式仪表、第四代仪器—智能化仪器之后的新一代仪器。虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，是具有仪器功能的软硬件组合，它并不强调物理上的实现形式。虚拟仪器是通过应用程序将通用计算机与功能模块硬件结合起来，充分利用计算机系统强大的数据处理能力，在基本仪器设备配件的支持下，利用软件完成资料的采集，控制，资料分析和处理以及测试结果显示的测试测量系统。虚拟仪器传统仪器开发和维护费用低开发和维护费用高技术更新周期短（0.5-1年）技术更新周期长（3-5年）软件是关键硬件是关键价格低价格昂贵开放灵活与计算机同步，可重复用和重配置固定可用网络联络周边各仪器只可连有限的设备自动、智能化、远距离传输功能单一，操作不便虚似仪器和传统仪器的比较第一章微波信号源微波测量用信号源主要指产生微波正弦振荡的各种微波信号发生器。频率可调（频段，频率精度，稳定度，频谱纯度）一定输出功率（稳定度，阻抗，驻波）调制特性（脉冲、调幅、调频）第一章微波信号源真空固态频率合成源扫频源第一章微波信号源毫米波倍频源50-75GHz60-90GHz75-110GHz90-140GHz110-170GHz…325-500GHzCWSourceSpecifications...AmplitudeDUTSourceprotectedfromaccidentaltransmissionfromDUTWhatisPout?VoltageFrequencyHowaccurateisthisnumber?WhatisPout?maxminRange(-136dBmto+13dBm)Accuracy(+/-0.5dB)Resolution(0.02dB)SwitchingSpeed(25ms)ReversePowerProtection微波振荡源稳幅扫描模拟扫步进扫列表扫锁滚扫合成扫功率扫合成准确稳定捷变高纯高分辨率调制脉冲调制调幅调频调相组合调制I/Q调制功率准确度功率稳定度功率平坦度功率分辨率信号源驻波第一章微波信号源微波三极管－灯塔管振荡器阴极阳极栅极第一章微波信号源微波三极管的主要特征是利用静电控制原理控制交变电子流的大小，来实现信号产生和放大的功能。这种控制是借助改变控制栅极电压，影响阴极附近的电场来实现的。电极上所加的交变电压的周期比电子由一个电极进行到另一个电极所需的时间τ大的多的情形下进行的。真空三极管的振荡频率：极间电容及引线电感的存在－－最高不能无限提高振荡频率电子渡越时间效应第一章微波信号源反射速调管利用电子渡越时间效应与交变电磁场相互作用并交换能量。同轴式或重入式谐振腔—机械调谐，改变腔体尺寸，电压调谐困难速度调制－群聚－谐波－谐振腔（决定需要频率分量）第一章微波信号源返波振荡器信号源返波管第一章微波信号源电子枪——微波信号的能量来源聚焦装置——约束电子束的发散慢波系统——减慢电磁波速度收集极——用以形成回路，回收电子返波管工作于返波模式相速与群速方向相反。返波管的主要特点是在很宽的频率范围内实现连续的快速电调，可达几个倍频程空间谐波概念第一章微波信号源固态微波三极管振荡器集电极接地电容抽头式三点振荡线路第一章微波信号源固态微波二极管振荡器体效应管不同于一般pn结型二极管，它是在一整块Ⅲ－Ⅴ类半导体化合物（如GaAs）的两边各安上一个欧姆式接触电极构成。两级间所加电压超过某一阈值，电压增加反而引起电流下降。工作时所加偏压应处于负阻区中央。耿式管（Gunn）雪崩管（IMPATT）I-V曲线上出现负阻区域第一章微波信号源3mm雪崩管振荡器（CW100mW）（PWW级）雪崩二极管的工作原理是基于反向偏置的pn结出现雪崩式击穿产生大量游离电荷及这些电荷有结区向两极漂移的渡越时间的联合作用产生负阻效应。雪崩振荡器能工作于连续波和和脉冲状态，最大特点是能工作到很高的毫米波段且有相当大的功率输出，但噪声较高，调谐范围较窄。第一章微波信号源振荡条件分析耿氏管及雪崩管等负阻器件，只要装配适当的调谐回路并加上适当的直流偏压，便能产生振荡。振幅稳定或增长的条件振荡频率维持自激振荡必须同时满足(负阻）第一章微波信号源振荡器调制问题－调频、调幅、脉冲VoltageTimeCarrierModulationAM,PulseFMPMqV=A(t)sin[(t)]pV=A(t)sin[2f(t)+(t)]fVoltageTime第一章微波信号源振荡器调制问题－调频、调幅、脉冲VoltageTimeAM,PulseFMPMqV=A(t)sin[(t)]pV=A(t)sin[2f(t)+(t)]fFrequencyDeviationModulationFrequencydcFMAccuracyResolution第一章微波信号源振荡器调制问题－调频、调幅、脉冲TimePulseOn/OffratioRisetimeRate=1/TTWidthPowert1/t1/TPowerImportantSignalGeneratorSpecsforPulseModulationPulsewidthPulseperiodOn/OffratioRisetimeAmplitudeFrequencyPhaseBothAmplitudeandPhase第一章微波信号源第一章微波信号源适当改变管子的偏压可以实现固态二极管的调频－影响输出功率直接采用直流偏压上附加低频信号来产生调幅－不适用。输出PIN调制－振荡器可保持良好工作状态。振荡器调制问题－调频、调幅、脉冲第一章微波信号源PIN调制器它是由高掺杂的P+区和N+区加有一本征I层所构成，I层的厚度因用途而异，从用于微波控制电路的10μm以下到用于电力电子功率电路的几百μm不等。由于I层的电荷存储导致的I层电导调制效应使得PIN二极管广泛应用于微波控制电路如开关电路、移相器、限幅电路等。（——与普通二极管比？）第一章微波信号源PIN调制器（有直流偏置）无直流偏置？第一章微波信号源PIN微波开关20ns/70ns，脉宽/周期第一章微波信号源微波管脉冲调制的实现？第一章微波信号源1-1微波信号发生器主要性能指标1、频率特性频率范围频率准确度和分辨力－实际频率与标称频率的差异；最小频率变化间隔频率稳定度－频率随时间的起伏变化；长期，短期频谱纯度－非谐波：无规则寄生伴随频率分量谐波寄生：波形畸变造成的倍频伴随分量相位噪声：随机相位起伏造成的频谱展宽。。。。。第一章微波信号源VoltageFrequencyUncertaintyEXAMPLEAccuracy==CWfrequency=1GHz=agingrate=0.152ppm/year=timesincelastcalibrated=1yearfCWtagingcalt**fCWtagingcaltAccuracy=152Hz+_1、频率特性+_AgilentE8257DAnalogSignalGeneratorPhaseNoiseResidualFMSpuriousCWSourceSpecifications...SpectralPuritynon-harmonicspur~65dBcharmonicspur~30dBcCWoutputResidualFMistheintegratedphasenoiseover300Hz-3kHzBWphasenoise0.5f0f02f0sub-harmonics第一章微波信号源vo(t)=a1sin(wt)+a2sin2(wt)+a3sin3(wt)+...=a2/2+a1sin(wt)+3a3/4sin(wt)+a2/2sin(2wt)+a3/4sin(3wt)+...frequencyPowerSpectralDensityCWoutputmeasuredasdBc/HzCh1PMPSD1k10k100kTRACEA:AMarker10000Hz75dBc/Hz-125dBc/HzLogMag5dBc/div-105dBc/Hz第一章微波信号源第一章微波信号源1-1微波信号发生器主要性能指标2、输出特性输出功率输出阻抗驻波比输出功率的读数是指接额定匹配负载时的输出功率，实际输出功率还与源、负载阻抗匹配有关VoltageFrequencyHowaccurateisthisnumber?WhatisPout?maxmin第一章微波信号源2、输出特性SweeperSpecifications...Frequency频率扫描rampsweepaccuracysweeptimeresolutionstepsweepaccuracynumberofpointsswitchingtimetimefrequencyf2t2t1f1t4t3t1t2f4f3f1f2frequencySweeperSpecifications...AmplitudeFrequencySweepLevelAccuracyFlatnessSourceMatch(SWR)PowerSweepPowerSweepRangePowerSlopeRangeSourceMatch(SWR)flatnessspeclevelaccuracyspecf1f2frequencypowerpower}P2P1powersweepranget1t2第一章微波信号源1-1微波信号发生器主要性能指标补充：屏蔽的严密性－135dBm～～～～～0.032pW（步进衰减器-专门选件）信号发生器的所有高频部分都必须有严格的屏蔽措施，保证达到输出端口的的信号为确实为经过衰减器输出，而无其他耦合通道泄漏进入。（包括信号源本身内部各种途径耦合）外来电磁干扰也可耦合直接进入到输出端口或测试接收机电路。测试须在屏蔽室进行。第一章微波信号源1-1微波信号发生器主要性能指标3、调制特性调制种类调制信号特性调制指数调制失真第一章微波信号源补充：微波信号发生器的稳幅与稳频1、自动稳幅输出端口匹配和方向性很高定向耦合器补充：深入讨论定向耦合器方向性定向耦合器是微波测量和其它微波系统中的常用元件，是近代扫频反射计的核心部件。它是一种有方向性的微波功率分配器件。第一章微波信号源补充：深入讨论定向耦合器方向性第一章微波信号源常见类型有：波导、同轴线、带状线及微带线等。定向耦合器包含主线和副线两部分，在主线中传输的微波功率经过小孔或间隙耦合元件，将一部分功率耦合至副线中，由于波的干涉及叠加，使功率仅沿副线的一个方向传输（称为“正方向”），而在另一方向几乎没有（或极少）功率传输（称为“反方向”）。常见的波导定向耦合器有波导十字孔定向耦合器、波导双定向耦合器第一章微波信号源补充：深入讨论定向耦合器方向性定向耦合器的特性参量（1）耦合度（2）方向性（3）输入驻波比（4）带宽范围输入至主线的功率P1与副线中正向传输的功率P3之比称为定向耦合器的耦合度C第一章微波信号源补充：深入讨论定向耦合器方向性定向耦合器的特性参量（1）耦合度（2）方向性（3）输入驻波比（4）带宽范围副线中正方向传输的功率P3与反方向传输的功率P4之比称为定向耦合器的方向性D第一章微波信号源补充：深入讨论定向耦合器方向性隔离度隔离度表示输入至主线的功率P1与副线反方向传输的功率P4之比方向性＝隔离度－耦合度第一章微波信号源补充：深入讨论定向耦合器方向性设幅度保持为常数，由端口②向左看，可等效为一信号源，其输出为，反射系数为等效源反射系数由方向性（隔离度，耦合度）而定第一章微波信号源补充：深入讨论定向耦合器方向性很小采用输出端口匹配良好和方向性很高的定向耦合器作为取样，可以大大改善信号源的匹配。第一章微波信号源定向耦合器使用注意要点定向耦合器的隔离端口一般都接有匹配负载，以吸收传来的功率，避免产生反射波，否则由于不匹配而产生的反射波，会影响其它端口的功率分配，使定向耦合器的性能下降。思考：方向性系数（10dB）对于功率、电压驻波比、回波损耗测试结果误差的定量分析？计算实例：一个放大器输出功率100W，输出阻抗50Ω，送至一大功率负载，负载驻波为1.5，现通过方向性系数分别为25dB和40dB的双定向耦合器测试反射、入射功率，以及驻波大小，则由方向性产生的误差？（不考虑功率计和路径传输影响,入射及反射耦合度均为C）第一章微波信号源若理想定向耦合器，反射功率为4W-C设耦合度为C真实反射功率＝主反射功率＋方向性反射功率＝主反射功率＋入射功率－（D＋C）第一章微波信号源真实反射功率＝主反射功率＋方向性反射功率＝主反射功率＋入射功率－（D＋C）＝（4W－C）＋（100W－D－C）＝（4W－C）＋（0.316W－C）50Ω传输线系统中（端接匹配阻抗），电压（幅值）与功率关系式反射电压最大同相叠加，最小反相叠加，第一章微波信号源总结：方向性越好，测试精度越高方向性大小对正向与反向功率的测试不同影响负载驻波大小也对正向与反向功率的测试有不同影响问题提出：入射功率取样对定耦方向性的要求？定耦耦合度取值是否越小越好？第一章微波信号源微波信号发生器的稳幅与稳频2、锁相稳频基波锁相环－非连续稳定度：10-6~10-9，频率固定，低频第一章微波信号源微波信号发生器的稳幅与稳频2、锁相稳频采样式谐波锁相环分立谐波点次数不能太高第一章微波信号源微波信号发生器的稳幅与稳频2、锁相稳频变频锁相环基本实现宽带连续稳频第一章微波信号源1-2微波扫频信号发生器1、返波管扫频振荡器－电调谐，频段较宽，短毫米波段仍在使用（75-110GHz甚至400GHz）体积大，重量高，工作电压高第一章微波信号源1-2微波扫频信号发生器2、固态扫频振荡器－变容二极管第一章微波信号源1-2微波扫频信号发生器3、固态扫频振荡器－YIG调谐振荡器具有电磁谐振特性与小球尺寸无关，线性依赖于直流磁场H0，与高频电路耦合后取决于管子的带宽。扫频范围宽，可达几个倍频程；扫频线性度好，不需要采用任何线性度措施，可优于0.5%;YIG小球等效为无源谐振器，Q值高（无载Q值可到105）、稳定性好，寿命长，可靠性高；第一章微波信号源1-2微波扫频信号发生器3、固态扫频振荡器－YIG调谐振荡器第一章微波信号源1-3微波合成信号源——频率准确度和频谱纯度要求直接式间接式需要大量混频器（？），倍频器（？），分频器（？）－对标准频率进行必要的算术操作。稳定，响应快，成本高利用锁相环(PLL)以标准频率源来控制一个频率可变的压控振荡器(VCO)来获得输出信号。频率转换速度（稳定锁相）环路失锁频率合成的提出输出具备时基的相对准确度和长期稳定度1、直接式第一章微波信号源2锁相式频率合成器扩展输出频率基本锁相原理参考前述锁频锁相第一章微波信号源2锁相式频率合成器兼顾输出频率范围与频率步长第一章微波信号源3直接数字频率合成（DDS）采用全数字处理技术，用一个高稳定、高精度的参考时钟源来产生频率和相位可调的输出信号，具有很高的频率分辨率和相位分辨率。频率、相位分辨率高，快速跳频。第一章微波信号源现代微波信号源结构框图第一章微波信号源RFCWBlockDiagramReferenceSectionfPhaseDetectorOptionalExternalReferenceInputReferenceOscillator(TCXOorOCXO)TCXOOCXOAgingRate+/-2ppm/year+/-0.1ppm/yearTemp.+/-1ppm+/-0.01ppmLineVoltage+/-0.5ppm+/-0.001ppmtosynthesizersectiondividebyXRFCWBlockDiagramSynthesizerSectionfVCOPhaseDetectorFrac-NfromreferencesectiontooutputsectionX2multiplierFrontpanelcontrol5MHz465.5MHzN=93.1931MHz5MHz...producesaccurate,cleansignalsRFCWBlockDiagramSynthesizerSectionreferenceoscillatorphasenoiseofsourceVCOnoisephasedetectornoisebroadbandnoisefloor20logNphase-locked-loop(PLL)bandwidthselectedforoptimumnoiseperformancePLL/Fractional-N...suppressesphasenoisefrequencynoiseRFCWBlockDiagramOutputSectionALC=automaticlevelcontrolALCModulatorALCDriverALCDetectorOutputAttenuatorfromsynthesizersectionsourceoutputALCmaintainsoutputpowerbyadding/subtractingpowerasneededOutputAttenuatormechanicalorelectronicprovidesattentuationtoachievewideoutputrange(e.g.-136dBmto+13dBm)