推 薦 序

我在7年前安捷倫中國研發中心啟動差分器件測量項目時認識了喬爾博士。作為安捷倫矢量網絡分析儀的主要設計者之一， 喬爾在測量應用算法設計、 測試流程及用戶體驗， 以及產品質量總體把控等諸方面都做出、 卓越貢獻。作為安捷倫最高級別的技術人員， 喬爾用他深厚的微波理論功底和純熟的器件測量知識而成為眾多年輕工程師的偶像； 他多年來行走于世界各地最先進的射頻和微波技術開發中心， 熱忱為用戶解決最具挑戰的測試問題， 毫無保留地分享他的經驗， 從而贏得了眾多用戶的喜愛與尊敬。在過去7年間， 通過與喬爾和其他國外同事合作， 安捷倫中國通信產品中心在網絡分析儀上開發了很多創新軟件產品。作為業界翹楚， 安捷倫電子測量儀器以高性能、 高精度和高可靠性贏得信任。通過把先進的測量方法集成于儀器平臺， 以系列化應用軟件來幫助工程師解決最棘手的測試問題， 安捷倫為電子測試和測量行業設立了新的標桿。作為網絡分析儀最好的應用指南， 這本微波器件測量手冊不僅全面系統地闡述了支持高精度測量背后的理論， 還將其付諸實際測量， 諸如對各種器件測試方法的利弊取舍， 儀器設置如何保證符合真實場景， 連接和夾具如何影響測量結果……這些對獲得完整、 可信和有效的測試數據尤為重要。

完成一本技術專著翻譯的挑戰大大超越了我們的預想。在此感謝作為翻譯項目管理和總協調者的應用工程師劉娜， 以及其他為本書能順利出版做出貢獻的同事。希望這本書能為業界同仁提供切實的幫助。

譯 者 序

在翻譯過程中， 譯者對全文中的極少數筆誤和疏漏之處進行了修正， 并盡量使用業內常用語言進行描述和解釋， 力求中文版與英文原版一樣體現出內容的實用性和易讀性， 使讀者真正理解并受益。

本書的翻譯工作得到了安捷倫科技中國通信產品中心總經理魏向東的大力支持、 鼓勵和幫助， 在此我們深表感謝！同時也由衷地感謝元器件測量部門市場部經理李堅， 研發部經理張擁勛， 以及現Maury公司中國區總經理張念民先生對此書翻譯工作和成功出版所付出的時間與努力！

序

在這種革命性的發展變化中， 射頻與微波器件起著非常重要的作用。由于器件的尺寸越來越小， 塑料的使用減少了， 對質量的要求越來越高， 成本也大大減少。同時， 測試夾具和互連器件經過定性分析與產線測量， 其精度也達到了前所未有的高度。與這種發展趨勢相呼應的是， 測量設備能夠對射頻微波器件進行快速精準的測量。射頻微波器件制造商的成功與否已經與器件設計、 驗證和生產階段的測量質量和測量能力直接相關。從實際的角度講， 測試必須是快速的（1~2 s）， 精度必須很高（百分之一dB）并且重復性非常好。器件生產周期的每一步都對測量精度和數據收集有著獨特的要求。

當給一個器件公布其指標數據時， 我們需要知道這個數據只是該器件總體性能的一個描述。只有提供了所有參數的數據和圖表（包括幅度和相位）， 才能知道這個器件的真實性能。除此之外， 當用戶測試這些器件的性能時， 不僅要提供標定值以內（合規）的數據， 也需要提供標定值以外（不合規）的數據。

Harvey Kaylie
Mini-Circuits公司創始人兼總裁

本書內容的難度介于基礎與高級之間， 同時也兼顧理論與實際應用。但是其間的界限并非絲絲分明， 如果讀者的培訓或測量經驗比較多， 也許能察覺一二。本書大部分內容是關于測量技術的， 但為了便于設計和測試人員理解， 也有相當的內容是有關器件屬性的， 因為測試的目的就是為了確保測量參數符合器件的簡化模型。在實際應用中， 一些預期之外的事件可能會占掉測量和查錯的大部分時間， 尤其是測量放大器、 混頻器等有源器件時。

本書第1章是微波理論與微波器件的概述。前半部分介紹了射頻和微波的一些通用概念， 列舉了一些重要的數學結論， 這些數學公式非常有助于對后續章節的理解。后半部分介紹了一些常見的微波連接器， 傳輸線和器件， 還介紹了基本的微波測量儀器。本章對射頻微波測試的新手是非常有用的。

在使用矢量網絡分析儀時最神秘的部分也許就是校準和誤差校正了。第3章介紹矢量網絡分析儀的誤差源模型、 校準方法， 討論不確定度和校準殘留誤差。本章還介紹了源功率校準和接收機功率校準技術， 這些內容目前在其他的書籍上很難找到。最后給出了一些影響矢量網絡分析儀校準效果的因素和實例分析。

其他的章節都是針對特定微波器件的應用實例來進行討論的。第5章是無源微波器件， 如電纜和轉接頭， 傳輸線， 濾波器， 隔離器和耦合器， 等等。對于每一種器件， 書中都介紹了一些測量的最佳實踐和常見問題的解決方法。

第7章將有源器件的討論擴展到混頻器的范圍。由于缺乏混頻器的測量經驗， 有些工程師對于混頻器測量的知識大多從比較淺顯的課程中獲得。本章先是詳細討論了混頻器和頻率轉換器件的模型與主要特性。混頻器的測量方法可能會非常復雜， 尤其是相位和時延響應測量。本章對幾種主要的測量方法進行了討論， 包括校準、 使用相位參考件等， 這些信息都是第一次展現給讀者。除了幅度和相位的頻率響應， 本章也介紹了混頻器特性和射頻， 本振功率， 還有失真和噪聲的測量。對于混頻器和頻率轉換器件相關的測試工程師來說， 本章是絕佳的閱讀參考文獻。

第9章介紹了一些對測試工程師非常有用的技術與概念， 尤其是與測量夾具相關的， 例如創建夾具內校準件等。

感謝我的同事在本書的編寫和檢查過程中所給予的幫助。感謝研發經理Henri Komrij和元器件測量部門總經理Greg Peters從本書的初始規劃之時就給予的大力支持。衷心感謝我們實驗室的以下研發工程師在原稿內容檢查時給予的各自專業領域的意見： Keith Anderson, Dara Sarislani, Dave Blackham, Ken Wong, Shinya Goto, Bob Shoulders, Dave Ballo, Clive Barnett, 程寧， 陳新， Mihai Marcu 和 Loren Betts等。感謝他們對于本書的成功完成所給予的巨大幫助。如果書中還殘存其他的錯誤， 我表示很抱歉并且承擔全部責任。

最后我想紀念一下我在英國利茲大學的博士生顧問， 并且同時也是我在HP和安捷倫公司的同事Roger Pollard博士， 感謝他的意見、 指導以及對我的友誼。我會永遠懷念他。

譯者簡介

楊洋 2010年畢業于北京郵電大學信息與通信工程學院， 2010年3月加入安捷倫科技軟件有限公司， 擔任軟件研發工程師至今。負責網絡分析儀Firmware的研發工作。

胡雨辰 分別于1999年和2001年獲得清華大學電機工程系本科和碩士學位。2006年9月加入安捷倫科技公司， 負責物理層測試系統（PLTS）的研發工作， 以及和安捷倫元器件測試部團隊一起共同研發安捷倫網絡分析儀的固件和應用軟件。2008年獲得安捷倫科技創新最高獎Barnholt Award。目前負責非線性矢量網絡分析儀（NVNA）的軟件研發和材料測試軟件的研發指導工作。

吳昊 2012年7月畢業于清華大學電子工程系， 隨后加入安捷倫科技軟件有限公司并擔任軟件研發工程師至今， 主要從事安捷倫材料測試軟件的研發工作。

張亞平 2004年畢業于北京科技大學機械工程學院， 2006年加入安捷倫公司元器件測試部門， 負責PNA應用軟件（PLTS, AFR）的設計與開發工作。

劉娜 2009年畢業于北京郵電大學， 同年加入安捷倫公司， 主要負責阻抗分析儀和網絡分析儀的應用支持， 目前擔任元器件事業部市場應用工程師。

程寧 2007年畢業于北京郵電大學電信工程學院， 加入安捷倫科技后擔任軟件研發工程師， 有六年的時間負責安捷倫物理層測試系統（PLTS）的研發工作。期間曾和Joel Dunsmore一同在ARFTG, DesignCon上發表過多篇與夾具移除相關的文章。現在安捷倫元器件測試部擔任應用工程師。