微波测量试题附答案.docx

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微波测量试题附答案

习题

一、填空题

1、微波是指频率从的电磁波，其相应的波长从。

2、常把微波划分为四个波段：

、、、亚毫米波。

3、、、是微波测量的三个基本参量。

4、计量器具合格贴色；计量器具限用贴色。

5、微波测量误差通常采用误差、误差和误差三种方法表示。

6、在处理测量结果时，常有一些数字的位数多于所需的有效数字，对于这些多余的有效数字，应按“”的法则进行处理。

7、是由法定计量结构确定并证实测量器具是否完全满足规定要求而做的全部工作。

8、是企业对不同用途和不同类别的计量器具实行“保证重点、兼顾普通、区别管理、全面监督”的管理办法。

9、测量是测量被测信号幅度与频率的函数关系。

常用仪器为。

10、功率等参数用分贝（dB）表示的相对误差为：

。

11、微波频率计按其工作原理可分为两类：

和。

12、利用谐振式频率计测量频率时，按照其接入测量系统的方式可以如下两种接法：

和。

13、驻波测量所采用的主要仪器是。

14、测量≤6的中小驻波比常用测量方法是。

15、信号功率电平为100mW，换算成dBm。

16、微波功率计按照测量原理大致可分为以下两种类型和。

17、微波中小功率测量：

一般采用或测量其功率。

18、热电式功率计由微波功率探头和指示线路组成。

功率计探头中的主要部件是。

它的抗过荷能力差，易烧毁。

19、微波频谱分析仪主要有扫频超外差式和射频调谐式两种，目前基本是都用。

20、扫频测量系统一般包括三部分：

、和微波稳幅扫频信号源。

21、校准标准包括：

开路器、、负载和直通件。

22、矢量网络分析仪可快速、精确地测量被测件S参数的、和群延迟特性。

答案：

1、300MHz~3000GHz1m~0.1mm

2、分米波、厘米波、毫米波

3、频率、功率、驻波比

4、绿合格证、蓝限用证

5、绝对、相对、分贝

6、小于5舍，大于5进，等于5时取偶数

7、检定

8、分类管理

9、频域、频谱仪

10、

11、谐振式频率计、外差式频率计。

12、通过式接法、吸收式接法。

13、测量线

14、直接测量法

15、+20

16、吸收式微波功率计、通过式微波功率计

17、热电式功率计、热敏电阻式功率计

18、铋-锑热电偶膜片

19、扫频超外差式

20、微波测量装置和指示设备。

21、短路器

22、幅度、相位

二、选择题

1、一般企业的计量标准、列入强制检定的工作计量器具经检定或校准合格贴（）合格证。

A、A类B、B类C、C类D、A、B、C都可以

2、以下（）单位不是国际单位制（SI）的基本单位。

A、坎德拉B、千克C、开尔文D、dBm

3、以下（）不是产生系统误差的主要原因

A、测量时的实际温度、湿度及电源电压等环境条件与仪器要求的条件不一致

B、测量人员估计读数时，习惯偏于某一方向或有滞后倾向等原因所引起的误差。

C、测量仪器中零部件配合的不稳定或有摩擦，仪器内部器件产生噪声等

D、测量仪器设计原理及制作上的缺陷。

4、以下（）不是用测量线测量驻波比产生误差的原因。

A、信号源输出幅度和频率不稳；

B、晶体检波律为2；

C、测量线本身反射过大；

D、测量线探针结构不稳定。

5、以下（）不是全双端口TRL校准标准。

A、直通标准B、反射标准C、传输线标准D、阻抗

6、调频谱仪频宽时，若其它设置为自动，下面哪些参数将不会自动调节到合适值。

（）

A、视频带宽B、分辨带宽C、电平D、扫描时间

7、以下（）不是网络的反射参量。

A、复阻抗B、插入损耗C、驻波比D、回波损耗

8以下（）不是测量被测件相位失真

A、线性相位偏移B、群延迟C、AM-PM变换D、回波损耗

9、以下（）不是网络的传输参量。

A、绝对输出功率B、增益压缩C、驻波比D、反向隔离

10、网络分析仪校准不能修正以下（）项误差。

A、连接器重复性误差B、方向性误差C、匹配误差D、串扰误差

答案：

A、D、C、B、D、C、、B、D、C、A

三、判断题

1、（×）无线电波就是微波。

2、（√）微波电路参量是时间和空间的二元函数。

3、（×）反射系数是标量。

4、（×）在微波波段，电压、电流也具有唯一性意义。

5、（√）为了保证量值的准确、可靠，用于微波测量的仪器都必须经计量检定，根据结果进行标识，才能借出使用。

6、（×）用于工艺控制、质量检测中对计量数据有准确度要求的计量器具，贴A类标识。

7、（√）测量时的实际温度、湿度及电源电压等环境条件与仪器要求的条件不一致而引入的误差是随机误差。

8、（√）有效数字进行加减计算时，以小数点后有效数字位数最少的数据为准。

9、（√）测量的误差值，包括绝对误差、相对误差、不确定度等，有效数字位数一般只需保留1位或2位即可。

10、（×）信号发生器输出300MHz的信号，用频率计测得数据为299.00003MHz，频率准确度为-3.3×10-3。

11、（√）在稳态情况下，电磁波的频率不随介质的性质而改变，而波长却与介质、传输线尺寸和波型有关。

12、（√）吸收式频率计的调谐机构使谐振腔发生谐振，腔中的场最强，腔内损耗功率很大，相应的检波电流也达到最小值，这时读数得到频率值。

13、（√）微波数字式频率计它具有直观、准确、使用方便、测量准确度高等优点、现在已得到广泛的应用。

14、（√）衰减量与给定系统的源和负载的阻抗无关，其值唯一地表征了元件本身的性质。

15、（×）一个随时间作周期变化的信号既可以用时域表示，也可以用频域表示，示波器观察的是信号的频谱，而频谱仪观察的是信号的波形。

16、（√）扫频测量具有直观，快速的特点，易于获得宽频带内的频率特性曲线，便于调试。

17、（√）信号源的稳幅反馈环路有两个作用：

保持扫频输出的功率恒定不变；能有效地改善信号源匹配性能。

18、（√）静电防护：

防静电附件、部件必须提供至少1MΩ的与地隔离电阻。

通常我们使用导电桌垫与防静电手腕结合。

19、（√）射频矢量网络分析仪的发展特点：

够用为原则，以降低成本。

20、（×）使用网络分析仪测量时不需要校准。

21、（√）测量校准是通过测量特性已知的标准来确定系统误差，然后在进行被测件测量时去除这些系统误差影响的过程。

22、（×）单端口（反射）测量校准标准：

开路器，短路器和直通标准

23、（√）线性相位偏移测量被测件所产生的相位失真。

24、（√）对数幅度格式：

显示幅度信息，适合测量回波损耗、插入损耗和增益，单位dB或dBm

25、（√）频谱分析仪可对调制信号、谐波失真、三阶交调、相位噪声等多种类型的信号进行频率、功率、带宽、调制等参数测量分析。

26、（×）史密斯圆图上半部分的电抗为正，因此为容性区，下半部分的电抗为负，因此为感性区。

27、（√）史密斯圆图的中心水平轴线代表纯电阻，水平轴的中心点代表系统阻抗；水平轴的最左边电阻为零，代表短路；水平轴的最右边电阻为无穷大，代表开路。

28、（√）全双端口SOLT校准标准有开路器，短路器，负载和直通标准，适合所有S参数的测量。

29、（√）线性相位偏移测量的优点：

测量结果为相位数据，对于传输调制信号的器件更有用；提供一种比群延迟噪声低的测量方法。

30、（√）分析仪将频域数据进行反傅里叶变换得到时域数据，响应值在分立的时间点出现，可以对被测件的特性或故障点进行分析。

答案：

1~5×√××√6~10×√√√×11~15√√√√×

16~20√√√√×21~25√×√√√26~30×√√√√

四、简答题

1、掌握微波测量技术的重要性。

2、计量器具为什么要进行彩色标记管理。

3、谐振式频率计工作原理

4、简述用测量线测量驻波比的工作原理

5、简述吸收式微波功率计工作原理

6、简述用高频替代法测量微波衰减的工作原理。

7、简述双口网络参量S11、S22、S12、S21的物理意义。

8、简述网络分析仪的主要优点

9、简述扫频超外差式频谱分析仪的工作原理

10、设置频谱仪测量300MHz,﹣20dBm信号的幅度和频率

11、简述矢量网络分析仪的应用。

12、简述频谱仪的典型应用。

1、答：

微波技术是近代科学技术发展的重大成就之一，微波技术在雷达、通信、航空、航天领域等各个方面应用广泛。

但微波理论的正确与否，只有通过科学实验和生产实践才能加以检验。

微波元器件、微波设备在其设计、试制、生产、检验、试验环节都需要利用微波仪器测量取得必要的数据。

微波测量已作为一种常用的实验技术列入近代物理实验的内容。

因此，掌握微波测量技术是十分必要的。

2、答：

彩色标志是国内国外普遍使用的对计量器具检定、使用和监督管理的一种有效方法、被检定计量器具粘贴鲜艳的彩色标识，醒目、直观。

使用者可按标志明确该计量器具是否可使用或在某些范围内限制使用等规定要求。

3、答：

根据谐振腔的谐振选频原理可知，单模谐振腔的谐振频率决定于腔体尺寸，利用谐振结构（常用活塞）对谐振腔进行调谐，使之与待测微波信号发生谐振，就可以根据调谐时调谐结构的位置，判断腔内谐振的电磁波的频率。

这就是谐振式频率计的基本原理。

4、答：

探针从槽中伸入传输系统，从中捡取微波信号的功率用以测量场强幅值沿线分布，探针的纵向位置可在游标尺或附加的测微计上读出。

由于测量线中采用了晶体二极管进行检波，而晶体二极管又直线律检波和平方律检波，但一般为平方律检波。

一固定长度的探针感应的电动势正比于场强，因此对于平方律检波有

•

其中Imax和Imin分别是电场最大和最小时指示器的读数。

5、答：

吸收式微波功率计是利用接在波导或同轴线终端的匹配负载——水负载、热电偶、热敏电阻等，将微波全部吸收转化为热能，然后想办法测量单位时间内产生的热量，根据热—功当量即可算出功率。

6、答：

替代法是测量微波衰减量的一种比较重要而又常用的方法。

它是用已校准的标准衰减器替代待测元件的衰减量来进行的测量。

在微波信号源和测量装置之间的适当部位接入一个已校准的标准衰减器为替代之用，测量时先不接入待测元件，将标准衰减器调整到适当的衰减量，使功率检测系统指示到某一基准电平；然后将待测元件接入，同时相应地减小标准衰减器的衰减量，使检测系统的指示仍等于原来的基准电平。

显然，待测元件的衰减量就等于标准衰减器的前后两次衰减值之差。

即

A1为未接入待测元件时标准衰减器的衰减量，A2为接入待测元件后标准衰减器的衰减量。

7、答：

S11=b1/a1=г1为端口2接匹配负载时，端口1的反射系数；

•S22=b2/a2=г2为端口1接匹配负载时，端口2的反射系数；

•S12=b1/a2为端口1接匹配负载，端口2至端口1的反向传输系数；

•S21=b2/a1为端口2接匹配负载，端口1至端口2的正相传输系数。

8、答：

既能进行定频测量，也能进行扫频测量；

•测量频带宽；测量量程宽；

•测量准确度高；

•显示形式多样；

•可与计算机连接，组成自动网络分析仪，提高测量速率和精度。

9、答：

本地振荡器受锯齿波扫描电压调制，当扫频振荡器的频率fL在一定范围内自动扫动时，输入信号中的各个频率分量fx在混频器中产生差频信号fIF依次落入中频放大器的通带内（这个通带是固定的），获得中频增益，经检波后加到Y放大器，使亮点在屏幕上的垂直偏移正比于该频率分量的幅值。

由于扫描电压在调制扫频振荡器的同时，又驱动X放大器，从而可以在屏幕上显示出被测信号的线状频谱图。

10、答：

操作步骤：

按【复位】，按【频率】，﹝中心频率﹞键入300MHz，按【频宽】﹞键入20MHz，按【扫描】键，选择﹝扫描时间自动手动﹞，按【频标】，按【峰值搜索】，按【频标→】﹝频标→参考﹞，在频谱仪上直接读出信号的频率和功率值。

11、答：

矢量网络分析仪可快速、精确地测量被测件S参数的幅度、相位和群延迟特性，可广泛应用于元器件、雷达、航天、电子干扰与对抗、通信等军工、民用领域。

12、答：

频谱分析仪可对调制信号、谐波失真、三阶交调、激励响应、相位噪声等多种类型的信号进行频率、功率、带宽、调制等参数测量分析。

可应用于通信、雷达、频谱管理、信号监测、信息安全等测试领域，以及用于电子元器件、部件和设备的科研、生产、测试、试验、计量等方面。

五、作图和计算题：

1、画出矩形脉冲调制的微波信号的频谱（定性）

2、画出扫频超外差式频谱分析仪的原理方框图

3、画出理想正弦波的波形和频谱。

4、在50Ω系统中功率电平为13dBm，换算成多少dBu？

换算成多少V？

5、在50Ω系统中功率电平为10dBm，换算成多少dBu？

换算成多少W？

6、10MHz晶体振荡器准确度为±1×10-6,用频率计测量它的频率时，以MHz为单位，测量数据应保留到小数点后第几位。

1、

2、

3、波形频谱

4、120dBu1V

5、117dBu、10mW

6、答：

第六位。