微波与天线测量1课件.ppt

测量的意义 科学的发展和技术的进步是建立在人们认识客观世界能力提高的基础上，测量是人类认识客观世界最基本的方法。 人们通过测量建立对客观事物属性量度的认识，并通过测量结果进行归纳和演绎，从中得到客观事物的变化规律，由此提出科学理论。因此，没有测量，就没有科学。 从广义上讲，测量本身是一种实验方法，它通过实验来获取客观世界的定量信息。在这个过程中，人们借助于专门的仪器设备，把被测量直接或间接地与同类已知量进行比较，把已知量作为计量单位，取得用数值和单位共同表示的测量结果。 测量技术 测量技术是一项涉及多学科领域的综合性技术 测量原理 测量所依据的物理原理。测量原理选择主要取决于被测量的物理化学性质、测量范围、性能要求和环境条件等因素 测量方法 依据测量原理完成测量的具体方式。按测量结果产生的方式分为直接测量和间接测量，以及组合测量三大类 测量系统 完成具体测量任务的各种仪器仪表所构成的实际系统。按传输方式一般分模拟式和数字式两种 数据处理 测量数据的精度和可信度同时还与数据处理密切相关 微波无处不在 无线通信的电磁波传输 一、极长波（极低频ELF）传播 极长波是指波长为1~10万公里（频率为3~30Hz）的电磁波。理论研究表明，这一波段的电磁波沿陆地表面和海水中传播的衰耗极小。 二、超长波（超低频SLF）传播 超长波是指波长1千公里至1万公里（频率为30~300Hz）的电磁波。这一波段的电磁波传播十分稳定，在海水中衰耗很小（频率为75Hz时衰耗系数为0.3dB/m）对海水穿透能力很强，可深达100m以上。 无线通信的电磁波传输（续） 三、甚长波（甚低频VLF）传播 甚长波是指波长10公里~100公里（频率为3~30kHz）的电磁波。无线通信中使用的甚长波的频率为10~30kHz，该波段的电磁波可在大地与低层的电离层间形成的波导中进行传播，距离可达数千公里乃至覆盖全球。 四、长波（低频LF）传播 长波是指波长1公里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波。其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）。 无线通信的电磁波传输（续） 五、中波（中频MF）传播 中波是指波长100米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁波。中波可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）。中波沿地表面传播时，受地表面的吸收较长波严重。中波的天波传播与昼夜变化有关。 无线通信的电磁波传输（续） 六、短波（高频HF）传播 短波是指波长为10米~100米（频率为3~30MHz）的电磁波。短波可沿地表面传播（地波），沿空间以直接或绕射方式传播（空间波）和靠电离层反射传播（天波）。 七、超短波（甚高频VHF）传播 超短波是指波长为1米~10米（频率为30~300MHz）的电磁波。超短波难以靠地波和天波传播，而主要以直射方式（即所谓的“视距”方式）传播。 无线通信的电磁波传输（续） 八、微波传播 微波是指波长小于1米（频率高于300MHz）的电磁波。目前又按其波长的不同，分为分米波（特高频UHF）、厘米波（超高频SHF）、毫米波（极高频EHF）和亚毫米波（至高频THF）。 微波的传播类似于光波的传播，是一种视距传播。其主要在对流层内进行。总的说来，这种传播方式比较稳定，但其传播也受到大气折射和地面反射的影响。另外，对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用。利用这种散射作用可实现微波的超视距传播。 微波测量的内容 电能量的测量 电压、电流、电功率、… 元件和电路参数的测量 电阻、电容、电感、阻抗、品质因数、电子器件参数、… 电信号特性的测量 信号波形、失真度、频率、相位、调制度、… 电子线路性能的测量 放大倍数、衰减量、灵敏度、噪声系数、… 特性曲线测量 幅频特性、相频特性、… 微波测量方法的分类（一） 按测量性质分类 时域测量 —— 被测量与时间的函数关系 （电压、电流：波形…） 频域测量 —— 被测量与频率的函数关系 （增益、相移、频谱、…） 数据域测量 —— 数字逻辑量 随机量测量 —— 噪声干扰测量 微波测量方法的分类（二） 一个简单的例子 二端口网络是最常见的信号传输系统，包括放大器、滤波器、匹配电路甚至混频器等。描述一个二端口线性网络需要确定其输入输出阻抗、正向和反向传输函数这4 个参数。根据不同的需要，人们定义了几套等价的参数来描述二端口网络 高频网络参数测量遇到的问题 以上这些二端口参数均可在某个端口开路或短路的条件下通过测量端口电压电流的方法获得，但是当信号频率很高时，这种测量方法变得很不实际 由于寄生元件的存在，理想的开路和短路很难实现 即使可以做到接近理想的开路和短路，电路也很有可能因此而不稳定 由于信号以波的