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多状态技术在信号源驻波比测量中的应用研究

作　者: 陈娜
导　师: 郭利强; 王家礼
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 多状态技术 信号源驻波比 精确测量
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 4次
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内容摘要


本文主要介绍了多状态技术的基本理论并成功将其应用于信号源驻波比的精确测量。信号源是为微波测试系统提供测试信号的仪器,是微波测试系统的重要部件。信号源驻波比是信号源反射系数幅值的另外一种表达形式,描述的是信号源与测试系统中其它微波器件之间的匹配程度。信号源驻波比的精确测量能够提高我们对信号源认识的准确度,提高整个测试系统的可信度。信号源驻波比的传统测量方法包括测量线法、标量网络分析仪法、六端口测试法等,它们在实际的工程应用中都发挥着至关重要的作用,却都很难做到精确测量。多状态技术是在六端口技术的基础上发展起来的,它不仅能够实现信号源驻波比的精确测量,更能得到信号源反射系数的矢量信息,具有测试精度高、周期短、电路简单、成本低等优点。本论文来源于中国电子科技集团第四十一研究所电子测试技术重点实验室的前沿技术研究。本文在理论基础上搭建合适的信号源驻波比测试电路,并进行了大量的测试实验。论文对测试原理及测试电路系统的设计进行了详细的说明与阐述,对测试原理和测量系统都进行了预先的仿真工作,在仿真验证了测试原理算法正确性的基础上,进一步进行了实际电路验证。另外,本文还对实验数据进行了详细的数据处理和不确定度分析,得到了信号源驻波比的精确测量结果。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章 引言  7-11
  1.1 微波测量技术概述  7-10
    1.1.1 微波测量技术的发展  7-9
    1.1.2 国内外微波多状态技术的发展及研究现状  9-10
  1.2 研究的意义及价值  10-11
第二章 多状态技术应用于源驻波比测试的理论基础  11-25
  2.1 微波信号源  11-14
    2.1.1 信号源及其等效  11-13
    2.1.2 信号源驻波比的定义  13-14
  2.2 多状态技术在源驻波比测试中的理论基础  14-17
    2.2.1 未加双端口网络时的功率方程  14-16
    2.2.2 端口网络S参数与信号源反射系数之间的关系  16-17
    2.2.3 加入双端口网络以后的功率方程  17
  2.3 源驻波比的求解方法  17-20
    2.3.1 求解圆方程法  19
    2.3.2 求解超定方程法  19-20
    2.3.3 两种方法的比较  20
  2.4 误差的定性分析  20-25
    2.4.1 误差的基本概念  20-21
    2.4.2 误差的来源  21
    2.4.3 避免误差应该采取的有效措施  21-25
第三章 仿真实验  25-31
  3.1 未加双端口网络时的仿真实验  25-27
  3.2 加了双端口网络时的仿真实验  27-28
  3.3 源反射系数的仿真求解  28-30
  3.4 仿真结果的误差分析  30-31
第四章 实验电路及其结果分析  31-53
  4.1 实验电路的设计  31-33
  4.2 实验所用仪器及器件的性能分析  33-44
    4.2.1 定向耦合器的性能  33-34
    4.2.2 信号源的性能  34
    4.2.3 矢量网络分析仪的性能  34-35
    4.2.4 移相器的性能分析  35-37
    4.2.5 功率计的线性度分析  37-44
  4.3 实验及其结果分析  44-53
    4.3.1 双端口网络S参数的测量  44-46
    4.3.2 功率值的测量  46-48
    4.3.3 功率计探头反射系数的测量  48
    4.3.4 实验结果及其分析  48-53
第五章 测量误差及不确定度分析  53-61
  5.1 数学模型的建立  53
  5.2 测量不确定度的来源  53-54
  5.3 测量不确定度的分析及评定  54-61
    5.3.1 Pxy的测量不确定度  54-57
    5.3.2 S参数的测量不确定度  57-58
    5.3.3 系统的测量不确定度  58-61
第六章 其他源驻波测试方法  61-67
  6.1 标网测试法  61-63
    6.1.1 标网测试法的原理分析  61
    6.1.2 标网测试法的实现  61-63
    6.1.3 标网测试法的误差分析  63
  6.2 调配器测试法  63-66
    6.2.1 调配器测试法的原理分析  63-64
    6.2.2 调配器测试法的实现  64-65
    6.2.3 调配器测试法的误差分析  65-66
  6.3 多状态技术测试方法的优势  66-67
第七章 结束语  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-73
作者在读期间的研究成果  73-75
附录 A  75-77

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信号处理
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