2、 相对功率（dB）
Plg1相对功率即两个功率之比的对数: P2若P1 = 103P2，则有 P10P2lg1?lg?1 P2P2这个无量纲的数为1，称为1贝尔（Bel）。在实际应用时，贝尔太大，通常采用分贝，写为dB（deci Bel），1贝尔等于10dB。 3、 功率的定义及其信号源反射系数的影响 信号源的资用功率。
信号源传输到无反射负载上的功率（也称为发生器功率）。
信号源入射到任意负载上的功率以及信号源传输到任意负载上的净功率等
b1a1
ΓGΓL
信号源负载
bG
a1为信号源入射到负载的入射电压波波幅； b1为负载反射的反射电压波波幅；
bG为信号源传输到无反射负载的电压波波幅； ΓG为信号源的反射系数； ΓL为负载的反射系数。
当负载的反射系数与信号源的反射系数成复数共轭是，其反射系数满足ΓL = ΓG* 的条件。此时信号源传输到负载上的功率最大。
4、微波阻抗的测量
? 分布参数阻抗的基本概念
传输线上的电压和电流
?z??z
式中：V为电压复数； I为电流复数；
A，B为由终端负载特性决定的复常数；
Z0为传输线的特性阻抗，该参数仅与传输线的结构、尺寸和频率有关；
γ = α + j β为是传输线的另一个参数，其中α是衰减常数，j β是相位常数。 传输线上的阻抗关系
在分布参数电路中，线上任一点的复数阻抗定义为该点的复数电压与复数电流之比。，
?l??l线上任一点P的阻抗Zp，
V?Ae?Be1I?(Ae?z?Be??z)Z0VAe?BeZP??Z0?lIAe?Be??l式中：l为由P点至终端负载的距离
在终端负载处，l = 0，可求得终端负载阻抗ZL为
A?
B1?BAZL?Z0?Z0BA?B1?A可得：得到线上任一点P的阻抗ZP与终端负载阻抗ZL的关系式
Z?Z0th(?l)
ZP?Z0LZ0?ZLth(?l)
ZL?jZ0tg(?l)对于无耗传输线，α = 0，γ = α + j β，则 ZP?Z0Z0?jZLtg(?l)
可以看出，因此分布参数阻抗在沿线的不同位置各不相同，是沿线位置的函数 电压反射系数与回波损耗 电压反射系数：线上任一点的电压反射系数定义为该点反射波电压与该点入射波电压之比值，反射系数Γ = | Γ |e jφ，是一个由模| Γ |和相角φ组成的复数量。根据定义，线上任一点P的反射系数Γp，用数学式表示为： VrBe??lB?2?l????eP?l
ViAAe式中：l 为由P点至终端负载的距离。
B??Lej?L在终端负载处，l = 0，负载的反射系数为 ?L?A对于无耗线有：
?P??L,?P??L,(?L?2?l)?P??Le?2?l??Lej(?L?2?l)或 表明，沿无耗线移动参考面位置时，反射系数模不变，都等于终端负载的反射系数模 |ΓL|，而沿线反射系数的相角则随l成线性关系变化。
驻波比：电压驻波比的定义是电压最大值|V| max与电压最小值|V| min之比值（英文缩写为VSWR），简称驻波比。一般用符号K:1表示，用数学式表示为：
VmaxK? Vmin
驻波比是无量纲的标量，为了表征电压驻波的相位，通常取从测试参考面往源端移动到第一个电压最小点处的距离lmin作为驻波相位的标志。取许多电压最小点中的第一个电压最小点，实际是规定了驻波相位的单值变化范围为0 ≤ lmin ≤ λ/2。必要时也可以取半波长任意整数倍的其它最小点位置代替。
驻波比与反射系数的关系： K?1Vmax1??L??K??L K?1Vmin1??L
式中：K为驻波比；|ΓL|为反射系数摸。 二端口网络的S参数
1111122 a1a2线性二端口网络 b1b2 221122212
bS11?1a2?0当端口2连接无反射负载时，从端口1看入网络的反射系数 a1
b当端口2连接无反射负载时，从端口1到端口2的传输系数 S21?2a2?0a1
b当端口1连接无反射负载时，从端口2到端口1的传输系数 S12?1a1?0a2
b当端口1连接无反射负载时，从端口2看入网络的反射系数 S?2a?0
b?Sa?Sab?Sa?Sa22a21六、射频微波的测量仪器
1、微波信号发生器
? 信号发生器是产生不同频率、不同波形和不同幅度的电压和电流信号，并加载到被测器
件或设备上，然后用其他的测量仪器测量其输出响应。 ? 信号发生器的主要应用有
作为激励源：作为某些点在设备如移动通信设备的激励信号源，尤其是在移动通信射频工程里可作为信源
作为校准源：产生一些标准信号，用于对一般的信号源进行校准 ，尤其是微波信号的频谱特性的测量，需要有低噪声信号发生器作为标砖信号
信号仿真：在电子设备测量中，场需要产生模拟实际环境特性的信号，可对于干扰信号进行仿真。
? 微波信号发生器的主要特性有？ ? 频率特性
频率范围：微波信号发生器的各项技术指标都得到保证时的输出频率范围 频率准确度和分辨率：微波信号发生器的频率准确度指标称输出信号频率相对于标准频率的相对偏差程度。微波信号的频率准确度取决于读数精度和校准精度。读数精度决定于频率刻度盘或其他读数装置上所能分片的最小增量，即分辨率。
频率稳定度：由于微波源的内部随机噪声和电气、机械以及环境的不稳定因素引起的震荡频率的相对起伏，其表征量分为频域和时域。时域方面通常用频率漂移特性来衡量微波信号发生器由于环境温度、湿度的变化、电子器件以及其他的老化等因素引起的频率漂移。频域方面用相位噪声谱密度来表征频谱纯度。
? 功率特性：输出电平、幅度稳定性、幅度均匀性、输出驻波比、高频泄露 ? 调制特性：调制种类、调制信号特性、调制指数、调制失真、几声调制等。
调制种类：正弦调幅、脉冲调幅、调频和调相等方式 调制信号特性：正弦调幅脉冲调制、调频
2、频率合成信号发生器
? 什么是频率合成？
? 频率合成就是对一个参考频率进行频率的加和减（混频）、乘（倍频）、除（分频），以
得到所需要的一系列信号频率，而且所有的输出频率都与参考频率相关，具有完全一样的频率准确度和长期频率稳定度。 ? 实现频率合成的方法 ? 直接合成：基准信号通过脉冲形成电路产生谐波丰富的窄脉冲，进过混频、分频、倍频、
滤波进行频率的变换和组合，产生大量的离散频率，最后通过滤波器取出所需频率。方法包括多晶体频率合成法、单晶体谐波选频法和十进制多晶体直接合成法。
? 间接合成：间接合成是通过锁相环来完成频率的加、减、乘、除，故也称为锁相合成法 ? 锁相环路基最基本组成框图
Vd(t)Vi(t)Vo(t) 鉴相器环路滤波器压控振荡器f if o
锁相环的基本形式
? 混频式锁相环：利用锁相环对输入信号频率进行加、减运算，也称为加减环。 fi1fo=fi1-fi2PDLPFVCO
BPFM（+） (a)fi2 fi1fo=fi1+fi2PDLPFVCO
BPFM（-）
fi2（b）
? 倍频式锁相环：利用锁相环对输入信号频率进行乘法运算。常有脉冲控制和数字环两种
基本形式 fifo=NfiPDLPFVCO脉冲形成
脉冲控制环组成框图 fo=NfifiPDLPFVCO
fi/N
÷N
数字环原理图
? 分频式锁相环：利用锁相环对输入信号进行除法运算。
fifo=fi/Nfifo=fi/N
PDLPFVCOPDLPFVCO
Nfo
脉冲形成3 N （a）（b）
? 锁相环的基本理论
? 锁相环路的锁定过程
锁相环开始工作时，压控振荡器（VCO）的固有输出信号频率f0（即开环时VCO自由振荡频率），总是不等于输入信号频率fi（通常是参考频标频率），即存在固有的频差：Δf = f0 - fi，则两个信号之间的相位差将随时间变化，经相位比较器，鉴出与之相应的误差电压Vd（t），然后，通过环路滤波器加到VCO上。VCO受误差电压控制，使压控振荡器的频率向着输入信号的频率靠拢，也就是使差拍频率越来越低，直至消除频差而锁定。
环路从失锁状态进入锁定状态的上述过程，称为锁相环的捕捉过程。锁相环处于锁定状态时具有两个基本特性，一个特性是输入信号和VCO输出信号之间只存在一个稳态相位差，而不存在频率差；另一个特性是VCO的输出频率稳定在输入频率（参考频标频率）上，锁相合成法就是利用这一特性来稳定频率。
? 锁相环的跟踪特性和同步带宽
当环路锁定时，VCO的输出频率（也称环路输出频率）f0等于环路输入频率fi，也就是说，环路输出频率可以精确地跟踪上输入频率的变化，这就是环路的跟踪特性，所以环路的锁定状态又称跟踪状态或同步状态。当输入频率变化超过一定范围（即固有频差超过一定值），输出频率不再能跟踪输入频率的变化，这时环路将“失锁”。 在环路保持锁定的条件下，把输入频率所允许的最大变化范围定义为同步带宽。在锁相合成器中，输入频率是基准频率fr，相对于输出频率f0，可认为基准频率fr不变，那么，同步带宽可理解为在环路保持锁定的条件下，VCO频率f0允许变化的最大范围。 ? 锁相环路的捕捉与捕捉带宽
锁相环从失锁状态进入锁定状态是有条件的，当锁相环处于失锁状态，若调谐VCO的输出频率f0，使它逐渐向基准频率fr靠近，即减小固有频差△f0＝f0－fr，只有当固有频差减小到一定值，环路才能从失锁状态进入锁定状态。为此，“捕捉带宽”可定义为环路最终能够自行进入锁定状态的最大允许的固有频差。
锁相环的捕捉过程是环路从失锁状态进入锁定状态的过程。只要固有频差△f0小于环路的捕捉带宽，那么，通过捕捉，环路总能进入锁定，当然，捕捉过程是需要一定时间。通常，锁相环的捕捉过程可分为两个阶段：第一阶段是频率牵引阶段，另一阶段是快捕。 fo(t) 锁定
ΔfoΔfo
fo
fo t0频率牵引阶段快捕
? 锁相环路的基本特性：锁定特性、载波跟踪特性、调制跟踪特性、低门限特性。 ? 单环锁相频率合成器： fo=Nfr数字式÷RLPFVCO PD
f0?Nfr
参考可变分频
÷N频率源
信道选择? 变模前置分频锁相环频率合成器： NT ＝（P＋1）N2＋（N1－N2）P＝PN1＋N2 假如，P＝10，则总分频比为NT ＝ 10N1＋N2
频率合成器集成电路
晶振参考分频 frfo =（PN1 + N2）frPDLPFVCO
÷N1
模式控制双模分频器 ÷N2÷P/(P+1)
fit