微波測量

微波號微波參測量技術。測量：功率、頻率波、波形頻譜、噪、駐波、衰減移。微波測量般線測量盡。微波波微波設備尺寸近，絕況必須考慮電磁場隨空間、時間的變化，而很少採用測量集中參數電流、電壓的方法。測量線和定向耦合器是檢測場強的典型設備。除直接檢測外，也採用測量能流密度和波阻抗，從而計算場的量值的間接方法。因此，功率和阻抗測量是微波測量的重要內容。由於微波諧振腔比較容易做到高品質因數，因而被廣泛用於測量波長和介質材料的電磁特性。選用散射矩陣〔s〕表示微波網路的特性，能較確切地反映波動過程，而且便於測量。因此，微波網路測量（包括手動和自動）主要歸結為散射參數的測量。

功率測量 先將微波能量轉換成較容易測量的其他能量形式再進行測量。微波功率計主要採用量熱法、測熱電阻法和熱電偶法。此外，也可利用微波場的輻射壓力、霍爾效應等原理來測量功率。用低勢壘肖特基二極體製成的超小功率計能檢測0.1納瓦級的功率；而水負載量熱式大功率計則能檢測千瓦級的平均功率。

駐波、反射系阻抗測量 主要有測量線法、電橋法和反射計法。測量線構造如圖1，耦合探針經槽縫深入波導（或同軸線）拾取微波電場能量，經檢波後送到指示器，指示出探針所經各點的電場量大小，從而確定其駐波分佈和駐波比值。測量線法簡便易行，但只限於點頻工作（也有適用於掃頻工作的，但結構複雜）。波導測量線的工作頻率達 100吉赫。電橋法是由有波導“魔 T”接頭或同軸電阻網路構成的微波電橋。圖2是最簡單的電橋原理，①、②兩臂分別接標準和被測負載，根據④臂的輸出指示能判定被測負載的反射係數或阻抗值（見微波混合接頭）。電橋法是測量短毫米波段阻抗的有效方法。同軸電橋和惠斯登電橋相類似，若結構上採用薄膜電路技術，單個電橋能有數十兆赫至近20吉赫的工作帶寬，適用於掃頻測量。反射計法見反射計。

衰減、相移的測量 借接入被測通道或參考通道內的標準衰減器和標準移相器，用替代法或比較法測量微波信號的衰減和相移。常用的微波標準衰減器有旋轉式和截止式兩種；微波標準移相器有伸縮線（同軸系統）、定向耦合式或旋轉式等。也可以將微波信號的幅度、相位信息變換至中頻或低頻信息進行替代測量，並製成專門的儀器。還可以用網路分析儀和矢量電壓表進行測量。

頻率、波長的測量 傳統的外差式頻率計已逐漸被數字式頻率計所代替。藉助頻率變換裝置能使測量範圍擴大至110吉赫左右。波長測量見波長計。

掃頻測量技術 使用掃頻信號源和寬頻帶元件、器件，可對網路參數的幅度-頻率特性作動態測量。它具有快速、連續的優點，適合於寬頻帶測量。典型的頻率覆蓋為10兆赫～40吉赫，動態範圍可達-50分貝。

自動測量系統 採用微波測量、自動控制和計算機等技術構成的快速、精確、多參數、多功能的綜合測量系統，主要有兩種結構類型：自動網路分析儀和六埠網路分析儀。前者利用四埠網路，以測量S參數為基礎直接提供幅度和相位信息(圖3)，能快速測量各種網路特性。後者以測量功率為基礎，經數據處理后得到幅度和相位信息，結構簡單，適用於毫米波測量。這兩種結構形式都具有自校準和修正系統誤差的能力，從而改變了過去單純追求理想微波電路來提高測量精度的技術途徑。實現自動測量的另一途徑是發展能與通用介面母線兼容可程式控制的微波儀器，組成積木式的測量系統（見網路分析儀）。

參考書目

周清一：《微波測量技術》，國防工業出版社，北京，1964。

湯世賢：《微波測量》，國防工業出版社，北京,1981。