现代微波工程测量(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：王培章,朱卫刚

出版社：电子工业出版社

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现代微波工程测量试读：

前言

本教材的主要内容是微波信号参数测量和天线参数测量的基本原理和方法。主要内容有：微波信号源、微波信号频率测量、微波信号的功率测量、微波信号频谱分析、微波噪声测量、微波网络散射参数测量、微波阻抗与网络参数、天线测量、无源互调测量；介绍的仪器有矢量信号分析仪、频谱分析仪、矢量网络分析仪、噪声系数分析仪、微波功率计、移动通信综合测试仪、计算机网络协议测试仪、网络线缆综合测试仪等。具体内容包括对仪器的功能、用途的总体概述，仪器的基本工作原理和关键的技术概念，主要技术性能和指标，操作使用方法及使用维护注意事项等。由于微波与天线测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术，因此在内容安排上注意经典测试理论与现代测试方法相结合、传统测试技术与最新的信息科学技术相结合。同时，与其他相关课程内容（电磁场与微波技术、天线原理等）的处理上，充分体现出它们的有机联系和综合应用。本书对测量原理的讲解力求深入浅出，突出基本概念；对测量方法的讨论侧重于比较、总结，突出实用性；对误差分析力求避免烦琐的数学推导，突出对公式的理解和具体应用。

本书内容丰富，叙述精练，注重基础理论与实际应用的结合，经典内容与最新前沿动态的结合，适应当前教学的需要，适应人才培养的需要。为适应教学的需要，大部分章后附有习题。本书可指导和帮助测量使用与维修人员进行正确的操作，同时也可供院校教学、科研、实验及技术人员学习参考。书中所收录的仪器均为最新的常用微波测量仪器，具有一定的先进性和代表性。

本教材的教学参考学时为20～40学时，在实际授课时，可根据具体情况对内容进行选取。使用本教材时应加强实践环节，需要开设相应的实验课程，有条件的学校可由学生自拟实验方案，开出若干实验选题或开放性实验，以进一步提高学生解决生产和科研实践中微波测量问题的能力。

在本书的编写过程中，参考、引用了同类教材的相关内容，以及同行们的部分科研成果，参考了美国安捷伦公司、青岛41所的有关技术资料和其他相关技术资料，除在参考文献列出外，在此向这些书刊资料的作者和科研成果的获得者致以深深的感谢。

本教材由王培章教授编写第 1～8 章和第 11 章并负责统稿全书，朱卫刚编写了第 9、10章，由于编者水平有限，错漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

著者

2013年11月第1章 微波测量概论

射频微波电路是构成通信系统、雷达系统和其他微波应用系统中的发射机和接收机的关键部件。经过半个多世纪的发展，各种电路的原理日趋成熟，结构形式多样。现代微电子技术和电子材料的不断进步，使得各类接收机和发射机的体积越来越小，功能越来越强。最典型的是个人无线通信，也就是手机。可以说，手机代表了当今世界科学领域的各种成就。在这个小小的塑料盒内，集中反映了在电源及电源使用效率、数字电路、模拟电路、半导体技术、信号处理、材料科学、结构工艺等领域的人类智慧，这些内容的核心是射频微波模拟电路。1.1 微波测量的意义

各类无线通信设备从研究、设计、制造到调试、维修的各个阶段，都需要测量许多电参数，微波工程测量技术是现代无线通信的关键技术之一，在现代无线通信中占据举足轻重的地位。本书有机综合了微波测量和天线测量技术。一定程度上拓展了通信类各专业学生测量知识并提高了实践技能。通过本书的学习，可使学生掌握微波工程测量的基本原理，掌握常用微波仪器的工作原理和测量方法，提升工程意识，开阔视野和思路，提高发现、分析、解决问题和实践动手能力，突出增强利用现代信息技术，并为学生向其他学科领域扩展打下基础。

微波与天线测量技术是电磁场与微波技术学科的重要组成部分，它与微波理论和天线理论相辅相成，并与其他工程技术一样，随着科学技术的发展而日趋重要；即使在微波理论和天线理论已趋于成熟的今天，在进行理论研究、设计和研制过程中，往往都要根据实际测量结果来解决有关技术问题，所以微波与天线测量技术依然是解决微波技术和天线问题的重要途径，特别是微波与天线技术中某些理论上难以进行定量分析的新课题，更依赖于实验数据和曲线进行分析研究。1.2 微波测量的特点

在频率低于微波的频段，电路的几何尺寸通常远小于波长，属于集中参数电路，便于测量的电压、电流及频率是研究低频和高频电路的基本测试量。

但是天馈系统和微波元器件的几何尺寸通常和工作波长相比拟，从电路观点看它们均属于分布参数电路，其电压、电流的概念已失去原来的物理意义。馈线和微波元器件必须用场的概念逐点、连续地描述它们所在空间场的分布规律，所以便于计量的场分布（驻波）、功率和频率就成了最基本的三个测试量，并通过这三个基本量的测试可以导出其他有用参量。当然，测量空间每一点场强的绝对值仍然是困难的，但测量其相对值比较方便而且也是实际所需要的，因此表征场分布规律的反射系数或驻波比，以及方向图和增益就成了微波和天线测量中非常重要的参数。

由于微波波段本身的特点使得它们无论在测量任务和测量方法，还是所用的测量仪器方面都有一些与低频和高频测量不同的地方。例如信号的产生使用专用的真空管器件，如磁控管及微波固态器件等；一般测试所用的辅助元器件多是分布参数的元器件，如隔离器、衰减器、移相器、定向耦合器、阻抗变换器及谐振腔等；而电磁波的检测一般采用晶体检波器。因此，在测量中对微波仪器及辅助元器件特性的了解和正确使用与测量准确度有很大关系。1.3 微波与天线测量的基本任务

射频微波电路可分为以下三大类。（1）微波无源电路：如金属谐振腔滤波器、介质腔滤波器、微带滤波器、功率分配器、耦合器、程控衰减器等。（2）微波有源电路：如微波放大器、微波振荡器、微波调制解调器、开关、移相器、混频器、倍频器、频率合成器，功率放大器等。（3）TR组件：由上述多种元器件构成的微波发射接收功能模块，或称TR组件。

随着半导体技术的发展，MMIC 已大量进入工程使用阶段。在元器件体积足够小的情况下，射频微波的概念可以适当淡化，像普通低频电路一样进行电路设计，但要使用微波印制板。设计MMIC的偏置电路时，在射频微波引线段考虑匹配。新型微波材料主要特点是环境适应性强、高介电常数、低损耗介质。高介电常数介质的使用，可以缩小微带电路的结构尺寸。为了实现上述各个电路的功能，需要解决的核心问题有三大主要方面：频率、阻抗和功率。

由于频率、阻抗和功率是贯穿射频微波工程的三大核心指标，将其称为“射频铁三角”能够形象地反映射频微波工程的基本内容。这三个方面既有独立特性，又相互影响。这就是射频微波工程的核心问题。三者的关系可以用图1.1表示。图1.1 射频铁三角

这三个方面涵盖了射频微波工程中全部内容，下面给出对它们的解释。

1.频率

频率是射频微波工程中最基本的一个参数，对应于无线系统所工作的频谱范围，也规定了所研究的微波电路的基本前提，进而决定微波电路的结构形式和器件材料。直接影响频率的射频微波电路如下：（1）信号产生器，用来产生特定频率的信号，如点频振荡器、机械调谐振荡器、压控振荡器、频率合成器等。（2）频率变换器，将一个或两个频率的信号变为另一个所希望的频率信号，如分频器、变频器、倍频器、混频器等。（3）频率选择电路，在复杂的频谱环境中，选择所关心的频谱范围。经典的频率选择电路是滤波器，如低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器和带阻滤波器等。近年发展起来的高速电子开关由于体积小，在许多方面取代了滤波器实现频率选择。

在射频微波工程中，这些电路可以独立工作，也可以相互组合，还可以与其他电路组合，构成射频微波电路子系统。这些电路的测量仪器有频谱分析仪、频率计数器、功率计、网络分析仪等。

2.功率

功率用来描述射频微波信号的能量大小，所有电路或系统的设计目标都是实现射频微波能量的最佳传递。对射频微波信号功率产生影响的主要电路有：（1）衰减器，控制射频微波信号功率的大小。通常由有耗材料（电阻性材料）构成。有固定衰减量和可调衰减量之分。（2）功分器，将一路射频微波信号分成若干路的组件，可以是等分的，也可是按比例分配的，希望分配后信号的损失尽可能小。功分器也可用做功率合成器，在各个支路口接同频同相等幅信号，在主路叠加输出。（3）耦合器，定向耦合器是一种特殊的分配器。通常是耦合一小部分功率到支路，用以检测主路信号工作状态是否正常。分支线耦合器和环形桥耦合器实现不同相位的功率分配合成，配合微波二极管，完成多种功能微波电路，如混频、变频、移相等。（4）放大器，提高射频微波信号功率的电路。在射频微波工程中地位极为重要。用于接收中是小信号放大器，低噪声高增益贯穿设计任务的始终。用于发射中是功率放大器，为了满足要求的输出功率，不惜器件和电源成本。用于测试仪器中的放大器，完善和丰富了仪器的功能。

3.阻抗

阻抗是在特定频率下，描述各种射频微波电路对微波信号能量传输影响的一个参数。构成电路的材料和结构对工作频率的响应决定电路阻抗参数的大小。工程实际中是设法改进阻抗特性，实现能量的最大传输。所涉及射频微波电路有：（1）阻抗变换器，增加合适的元件或结构，实现一个阻抗向另一个阻抗的过渡。（2）阻抗匹配器，是一种特定的阻抗变换器，实现两个阻抗之间的匹配。（3）天线是一种特定的阻抗匹配器，实现射频微波信号在封闭传输线和空气媒体之间的匹配传送。

射频铁三角渗透到了射频微波工程的各个角落。利用网络的概念，保证加工工艺，借助性能优越的测量仪器，设计调试电路单元，是解决射频微波工程问题的唯一途径，射频微波工程的核心问题就是建立稳定可靠的铁三角。无论电磁场理论的方法还是等效网络的方法都可归结为折中处理频率、阻抗和功率的关系。

微波与天线的测量任务是很广泛的，但按照待测参数可分为以下三个方面。（1）信号特性参数的测量：包括信号的频率和波长、场强和功率、波形与频谱、振荡器的振荡特性和接收机的噪声系数等。（2）网络特性参数的测量：主要有反射特性参数和传输特性参数。前者包括网络散射参数反射系数、阻抗以及与反射系数模有关的插入损耗和驻波比等；后者包括网络散射参数以及决定的衰减和相移等。（3）天线特性参数的测量：天线主要有两方面的特性，即电路特性和辐射特性。前者与馈电电路特性有关，包括输入阻抗、频率特性、效率和匹配等；后者与辐射特性有关，包括方向图、主瓣宽度、副瓣电平、增益、方向性系数、极化、相位特性，以及有效面积、有效高度等。1.4 微波测量仪器分类

稳态信号测量：功率，频率，频谱。

瞬态信号测量：复杂电磁环境、调制样式、跳变模式、信息含量等参数测量。

图1.2为微波测量仪器分类。

1.信号分析仪

信号分析仪包括频谱分析仪、矢量信号分析仪、调制域分析仪、调制度分析仪、动态信号分析仪、EMC分析仪。

信号分析仪主要用于射频信号特征、质量的分析，频谱分析仪的本振是高性能频率合成源。

预选频混频技术：26.5 GHz以下采用单YIG，26.5 GHz以上采用双YIG，毫米波波导频谱仪采用外加混频器模块。

微波毫米波相位噪声的两种测试方法包括：① 直接频谱分析法（频谱分析仪）；② 先解调，后分析法（相位噪声测试仪）。

相位噪声测试仪的关键技术包括：① 频率变换技术；② 相位解调技术；③ 相位噪声特性曲线的测试。图1.2 微波测量仪器分类

2.测量接收机

测量接收机包括场强接收机、EMI 测试接收机、瞬时测频接收机、测向接收处理机、TEMPEST接收机。

3.信号源

一般经济型扫频发生器将退出历史舞台，取而代之的是频率合成技术——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、YIG振荡器+倍频方案、双YIG振荡器+倍频方案。

倍频方案的相位噪声有恶化趋势，在3 mm或更高频段也可直接采用基波振荡器（宽带速调管，窄带固态振荡器），可提高功率输出，抑制杂波。

4.网络分析仪

网络分析仪包括矢量网络分析仪和标量网络分析仪。

表1.1为微波毫米波测试用传输线和射频连接。表1.1 微波毫米波测试用传输线和射频连接1.5 微波毫米波信号分析仪发展现状

随着微波毫米波技术的快速发展，现代雷达系统和各种军民用通信网络等为了防止干扰、改善系统容量和性能而变得日益复杂。其中生成和分析信号的复杂性正以指数方式增长，频段越来越高，带宽越来越宽，调制方案越来越复杂。面对射频微波毫米波技术的不断发展，对应的测试测量设备也必须与之保持同步，才能满足不同用户的多种测试需求。

作为信息源头测试的微波毫米波信号分析仪是射频微波领域应用最广泛的仪器之一。典型的微波信号分析仪有频谱分析仪、矢量信号分析仪、调制域和时频分析仪等。过去，频谱分析仪可以观察到功率与频率之间的相关信息，有时还能对AM、FM和PM之类的模拟格式进行解调，对于大多数一般性应用来讲已经足够。矢量信号分析仪可分析宽带波形并从感兴趣的信号中捕获有关时间、频率和功率方面的数据。调制域和时频分析仪可以分析信号频率随时间的变化与分布等。虽然现在大多数新的分析仪在仪器中同时内置了频谱分析和矢量调制分析等多种功能，但是面对越来越复杂的测试需求已经开始显得力不从心。例如，瞬变信号测试、微弱信号测试、复杂调制信号测试和混叠信号测试等，这给现代的信号分析仪器和设备提出了新的挑战。

对于射频与微波频段阻抗匹配、信号的串扰等问题，数字电路中万用表和示波器能满足大多数工程测试要求，但在射频与微波频段，这两种常用仪表却无用武之地，取而代之的是信号源、频谱分析仪、网络分析仪、噪声系数测试仪、功率计和频率计六大类测试仪器。其中，频谱分析仪、信号源和网络分析仪复杂程度最高，技术难度最大。从测试原理上讲，六大类测试仪器中各类仪器之间是互相独立、不可替代的。随着测量仪器综合化的发展，各类测试仪器都在不断地扩展功能、提高性能指标，应用范围已开始出现交叉，各类仪器之间的界限也开始变得模糊。

矢量网络分析仪将激励源、S参数测试装置和幅相接收机有机地结合在一起，对微波传输、反射测量中的误差进行修正，实时数据处理，实现了同轴频率范围40 MHz～60 GHz、频率分辨率1 Hz、幅度准确度0.1 dB、相位准确度0.5°。具有USB控制的电校准（ECal）带有为TRM/LRM 校准提供的高稳定度接收器，以及提供扩展动态范围的标准直接收信机接入。波导测量系统频率上限达到178 GHz，在波导测试系统中也实现了双向S参数测量。

在突破扫频测量与误差修正等关键技术后，矢量网络分析仪（VNA）在高效、快速和多参数测量方面取得了显著进步。分体式VNA 20世纪90年代趋于成熟并一直作为工业标准使用，虽然分体式VNA的构成比较繁杂，但频段覆盖很宽，达到0.045～110 GHz，测量精度也很高。一体化结构的VNA集成了激励信号源、S参数测试装置和多通道高灵敏度幅相接收机，实现了高性能和超宽带分析（见图 1.3）。全新的硬件设计方案使测量速度和性能有了极大的提高，具有奔腾芯片的嵌入式计算机和Windows操作系统的引入，使互连性和自动化程度有了质的飞跃。在测量速度、测试精度、动态范围、人机界面、智能化程度、稳定性、可靠性和重复性等方面具有明显的优势。二端口VNA的指标达到：频率范围10 MHz～20/40/67/110 GHz（可扩到325 GHz）、频率分辨率1 Hz、动态范围61～122 dB、迹线噪声0.006 dB/0.1，具有频域和时域测试能力。67～110 GHz还是分体式，但已大大简化了系统结构。

频率合成信号发生器的同轴频率覆盖范围可从10 MHz到50 GHz，配合倍频器模块，波导上限频率可达110 GHz。综合采用了频率合成、小数分频API补偿、Σ-Δ调制、YIG调谐倍频、软件平坦度补偿等先进技术，并在“锁滚”式合成扫频的基础上采用了终止频率校准。分辨率为0.01 Hz，开关时间为5 ms，单边带相噪为-98 dBc/Hz（载波10 GHz，1 kHz频偏），最大输出功率为+20 dBm（20 GHz）和+14 dBm（40 GHz）。在追求高功率、大范围、低谐波的同时，综合优化了频率转换时间、调制功能和功率平坦度等技术指标。频谱分析仪解决了宽带预选器、变频组件、程控步进衰减器、采样器、YIG振荡器和YIG滤波器等宽带微波件的设计制造技术（见图1.4）。已经实现频率范围3 Hz～60 GHz，灵敏度-153/-166 dBm，幅度准确度0.62 dB，平坦度±0.38 dB，对数线性误差+0.07 dB和1 ms的扫描时间。运用了数字中频、内置校准信号源、自动校准程序（含温度变化）、分挡 PAD 校准补偿等先进技术。可以测量移动通信中使用的调制信号的平均功率及总功率，还可以进行邻信道泄漏功率测试。

毫米波基波频率合成信号发生技术

实现毫米波、亚毫米波频段的扩展通常采用倍频方案或基波方案。目前，同轴频率覆盖达到250 kHz～67 GHz，配合倍频器模块，上限频率可扩展到110 GHz（波导口输出）。以返波管（BWO）作为主振单元实现基波输出具有明显的大功率特色。国外的BWO信号源系列已经从30 GHz覆盖到1000 GHz。我国在理论设计、HFSS高频结构仿真和精密机械加工技术等方面都有显著的进展，已经突破2 mm器件设计制造技术、2 mm基波锁相与电平自适应技术、锁相跟踪扫频技术等关键技术。实现了110～170 GHz的2 mm波段基波频率覆盖，6 dBm大输出功率、1 Hz频率分辨率和-75 dBc/Hz（频偏10 kHz）单边带相噪。图1.3 AV3629型射频一体化矢网分析仪图1.4 AV4036频谱分析仪

微波功率计的种类繁多，形式多样，功率探头多采用热电偶和二极管检波技术，在解决了二极管大功率非平方律检波特性的修正、宽频带内的频响补偿、检波特性随温度的稳定性修正等技术难点后，测量动态范围达到 90 dB，在探头和功率计补偿数据校准后，实现连续波平均功率和峰值功率的精确测量。峰值功率计可以快速分析CDMA、TDMA和GSM信号的功率，工作频率为100 kHz～40 GHz，能提供20 MHz的视频带宽，可用于3G系统的测试，具有60 dB的峰值功率测量动态范围，基于DSP处理技术和14种脉冲功率参数的自动测量（见图1.5）。主要对雷达系统的峰值脉冲功率、脉宽和脉冲延迟，扩频设备中的猝发分析、带宽功率响应和动态范围，数字矢量调制中的基带滤波器的铃响分析和宽带功率分析，TDMA系统中的猝发功率、猝发时间分配和猝发平坦度等进行分析。由此可见，微波通信测量仪器产品的测试频率覆盖了L、S、C、Ku和Ka频段，完全适应卫星通信和数字微波通信等骨干通信网络的测试需求，实现了1 Hz～50 GHz频域参数的测量与分析。以往的合成信号源作为基础测试仪器仅具有基本的调制功能，如调频、调幅和调相等功能。为跟上测试对象的发展，功能在不断地增加，要求具有复杂的数字调制形式，所以要求信号发生器必须能提供灵活的调制信号，满足第三代移动通信的测试需要。要求具有宽带I/Q调制器，能提供QPSK、FSK各种调制格式的信号，能提供TDMA、CDMA、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA制式的测试信号。

为构成一个完整的设计方案，除了数字调制信号源以外，各大仪器公司均推出了相应的矢量信号分析仪。它用于对各种复杂数字调制信号进行矢量分析，能提供既数字化又直观的调制参数测量结果，实现对 TDMA 及 CDMA 系统中连续载波或猝发载波的测量、限带或时变功率测量、长CDMA瞬变现象的时间捕获，评估带宽范围达5～20 MHz，相邻信道泄漏功率比达70 dBc等。与传统的频谱分析仪相比，矢量信号分析仪可进行选时、选频功率测量，并且可以直接分析信号的相位特性，具有频域、相位域、时域和调制域的测量能力。设计和开发矢量信号分析仪需要突破一些关键技术，主要包括宽带矢量信号接收技术、频偏估计技术、幅度和相位均衡技术、宽带正交解调技术和数字信号处理技术。图1.5 AV2434微波脉冲频率与峰值功率计

具有代表性的是Agilent公司、R/S公司和中电第四十一研究所开发的矢量信号分析仪。Agilent89400VSA系列，频率范围DC～2.65 GHz、相噪-116 dBc/Hz、信息带宽8 MHz，为设计、开发提供灵活的解调，并以极低的相噪提供精确的测量。Agilent89600是基于PC的VSA系列，适用于宽带系统和设备分析，频率范围DC～6 GHz、相噪-99 dBc/Hz、信息带宽36 MHz。四十一所的AV5261/AV5262矢量信号分析仪系列可以实现频率范围DC～26.5 GHz、分析带宽10 MHz、包括WCDMA等18种移动无线标准在内的通道功率、邻道泄漏功率比、已占带宽等各种常规测试，对 GMSK、QPSK 等多种数字调制信号进行矢量信号分析，码速可达6.4 Mchip/s，可以对所有移动无线电系统的时间特性进行精确测量。显示结果包括I/Q图、星座图、I/Q信道眼图、矢量误差及解调比特流列表等。目前，一种直接基于示波器高速时域测试技术的矢量信号分析技术已经形成产品，可以实现高达1 GHz的实时分析带宽。（1）现代电子测试仪器与现代计算机更新换代速度保持同步。（2）仪器成为庞大计算机网络的一个终端设备，实现从终端测量向网络测量转变。

通过测量网络的协议，对通信网络和计算机网络的运行状况进行实时监测与状态分析。利用嵌入式测试技术、计算机网络和通信网络构建分布式网络化的测试系统，实现远程测试与故障诊断。（3）数字化速率提高、位置处理前移，实现从模拟体制到数字体制的转变。（4）利用现代高速数字信号处理技术，实现从稳态测量到瞬态测量的转变。1.6 现代微波测量技术发展的新趋势

在通信、雷达、导航、电子对抗、空间技术、测控和航空航天等领域中，微波毫米波测试仪是必不可少的测量手段。它复杂程度高，技术难度大，工艺要求严格，一直备受关注并取得了突飞猛进的发展。利用数字通信调制与解调技术，实现从信号测量到信息测量的转变。利用微波毫米波MMIC集成电路，使混合集成成为微波毫米波信号处理的必然选择，一体化和多仪器协同测量。微波测量技术是电磁场与微波技术学科的重要组成部分，它与电磁场理论、微波网络理论一起，是解决电磁场与微波技术问题的三个法宝。测量仪器所采用的先进技术又推动仪器向数字化、智能化、自动化、模块化、标准化发展；另一方面，随着测量仪器“软件化”的趋势，“软件就是仪器”、“网络就是仪器”等概念的提出，必然改变传统的测试与测量仪器设计方法。总的来说，现代微波测量技术主要呈现以下几方面的新的发展趋势。

1.工作频带更宽，可测参数更多

微波系统等现代无线电系统都有较宽的频带，而且随着器件水平和功能需求的发展，这种趋势会更加突出。随着微波资源的开发，频谱的扩展，微波测量的频带将会进一步拓宽，理想的测试仪器频带覆盖范围将从直流到光波段。目前，Agilent 推出的网络分析仪已可对10 Hz～300 GHz的各种信号进行测量，且动态范围超过150 dB。宽频带微波系统的另一个特点是提供被测系统的多种信息特征，在其平台上调用不同的测试软件就可完成多种测试任务，提供多种参数信息。随着毫米波技术的逐渐成熟，亚毫米波频段的开发与利用提上了日程，这对测量仪器、数据采集与处理、计算机等又提出新的要求，多学科技术的交叉融合、综合运用，促进了微波测量理论、技术和仪器的进一步发展。

2.数字化、智能化和自动化

测量仪器是微波测量的重要方面，现代微波测试已实现测量与计算机的紧密结合，自动（智能）测试、微机处理分析的仪器已经普及，测量与计算机结合的程度，标志着测试系统水平的高低。数字化是所有测试仪器发展的趋势，目前 8 位分辨率的 DAC 取样速度已经达到GHz量级，随着A/D、D/A器件的进一步发展，高速度的DAC直接对微波信号进行取样的数字化时代已经到来，测量结果、预设值都可以以数字化的形式显示和存储，测量数据可由仪器内部计算机送到外部计算机进行处理，通过标准接口或总线控制调节组成自动测试系统。

实现测试系统的智能化，建立具有智能化功能的自动测试系统，是克服测试系统本身不足，获得高稳定性、高可靠性、高准确度和高分辨率与适应性的必然趋势，微处理器和通用接口总线的出现，使数字化、自动化、智能化的微波测量成为可能，微波自动网络分析仪作为当今较好的网络特性分析工具，已经推出三代产品，其具有代表性的产品有Agilent PNA系列。

3.标准化和模块化

仪器软件的丰富、强大和灵活又要求硬件变得规范、标准和统一，模块化的硬件、丰富强大的软件和具有通信功能是现代测量仪器的最大技术特征。模块化是仪器发展的必然趋势，然而却离不开系统的标准化。许多仪器生产厂家就认识到插卡式和 IAC（在插卡上的仪器）系统的优点，各公司使用着完全不同的方法，直到一种用于商业和国际领域的IAC标准被主要的几家仪器生产商接受并发布为最早的VXI总线系统规范草案，才有了VXI今天的发展。1997年美国国家仪器（NI）公司又推出基于PC的PXI模块仪器系统。由于PXI模块仪器系统卓越的性能和相比VXI更低的价格，因此普及迅速。作为一个开放的工业标准，绝大部分公司已加入PXI系统联盟。

4.实现软件化的同时，向虚拟仪器过渡

随着大规模集成电路技术、计算机技术、信号处理技术、软件技术的飞速发展，微波测量系统中许多原来由硬件才能完成的功能，今天都能依靠软件来完成。NI公司所提出的“软件就是仪器”的口号，彻底打破了传统测试仪器只能由生产厂家定义、用户无法改变的局面，使人们认识到软件框架才是数据采集和仪器控制系统实现自动化的关键所在。

虚拟仪器（VI）是指通过应用程序将计算机与测试仪器的功能模块结合，用户通过计算机强大的图形环境和在线帮助，建立“虚拟”的仪器面板，完成对仪器的测量控制、数据分析、存储与输出显示，从而大幅度降低仪器的价格，改变传统的使用方式，提高仪器的功能和使用效率。使用虚拟仪器技术，用户可以根据自己的需要定义仪器的功能，完成各种测试。微波测量技术“虚拟化”是测试设备软件化的必然趋势。

5.微波测量网络化

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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