Метрология и радиоизмерения

Астайкин А. И., Помазков А. П., Щербак Ю. П.

Метрология и радиоизмерения

Учебное пособие. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2010, 405 с. ISBN 978-5-9515-0137-0

Целью учебного пособия является обучение читателя основам метрологии, методам и средствам радиоизмерений применительно к задачам разработки, производства и эксплуатации радиоаппаратуры. Рассмотрены общие принципы измерений, причины возникновения погрешностей и методы обработки результатов измерений. Описаны методы и устройства формирования измерительных сигналов, особенности исследований во временной и частотной областях, измерений характеристик случайных сигналов. Рассмотрены методы и средства измерений технических характеристик СВЧ-трактов, четырехполюсников, резонаторов, антенн, параметров диэлектриков на СВЧ.
Учебное пособие отвечает требованиям образовательного стандарта по направлению подготовки «Радиотехника» и ориентировано на читателя, имеющего базовые знания в области электротехники и микроволновых устройств.

Категория:

СОДЕРЖАНИЕ

Список обозначений и сокращений

1. Предмет и задачи метрологии
1.1. Предмет метрология
1.2. Роль измерений в развитии науки и промышленности
1.3. Физические величины
1.4. Системы физических величин и их единиц
1.5. Воспроизведение единиц физических величин и передача их размеров
1.6. Измерение и его основные операции

2. Основные понятия теории погрешностей
2.1. Классификация погрешностей
2.2. Систематические погрешности
2.3. Случайные погрешности
2.3.1. Общие понятия
2.3.2. Основные законы распределения
2.3.3. Точечные оценки параметров законов распределения
2.3.4. Доверительный интервал (доверительные оценки)

3. Обработка результатов измерений
3.1. Однократные измерения
3.2. Многократные равноточные измерения
3.3. Косвенные измерения
3.4. Некоторые правила выполнения измерений и представления результатов

4. Методы и средства формирования измерительных сигналов
4.1. Измерительные сигналы
4.1.1. Классификация измерительных сигналов
4.1.2. Математические модели и параметры измерительных сигналов
4.2. Измерительные генераторы
4.3. Измерительные генераторы гармонических колебаний
4.3.1. Низкочастотные генераторы
4.3.2. Высокочастотные измерительные генераторы
4.3.3. Цифровые низкочастотные генераторы
4.3.4. Генераторы качающейся частоты
4.3.5. Синтезаторы частоты
4.4. Генераторы несинусоидальных сигналов
4.4.1. Измерительные импульсные генераторы
4.4.2. Генераторы сигналов специальной формы
4.4.3. Генераторы случайных сигналов
4.4.4. Генераторы псевдослучайных сигналов
4.5. Генераторы, управляемые микропроцессорами

5. Исследование колебаний во временной области
5.1. Электронный осциллограф
5.1.1. Назначение, принцип действия, классификация
5.1.2. Универсальный осциллограф (УО)
5.1.3. Основные характеристики каналов УО
5.1.4. Искажения осциллограмм
5.2. Двухканальные и двухлучевые осциллографы
5.3. Скоростные осциллографы
5.4. Стробоскопические осциллографы
5.5. Запоминающие осциллографы
5.5.1. Аналоговые запоминающие осциллографы
5.5.2. Цифровые запоминающие осциллографы
5.5.3. Вычислительные осциллографы
5.6. Уменьшение погрешности осциллографов методом калиброванных шкал

6. Исследование колебаний в частотной области
6.1. Общие сведения о представлении сигналов в частотной области
6.2. Аналоговые фильтровые анализаторы спектра
6.2.1. Метод фильтрации
6.2.2. Гетеродинные анализаторы спектра последовательного анализа
6.3. Дисперсионно-временные методы анализа спектров
6.4. Цифровые анализаторы спектра
6.5. Измерение коэффициента гармоник

7. Методы измерения временных параметров сигналов
7.1. Измерение интервалов времени и периода повторения
7.1.1. Измерение интервалов времени цифровым методом дискретного счета
7.1.2. Измерение периода периодического сигнала
7.2. Измерение частоты
7.2.1. Измерение частоты методом дискретного счета
7.2.2. Аналоговые методы измерения частоты
7.2.3. Микропроцессорные числовые частотомеры
7.3. Измерение разности фаз
7.3.1. Фазовые соотношения при преобразовании частоты
7.3.2. Измерение разности фаз методом преобразования фазы в напряжение или ток
7.3.3. Цифровые фазометры
7.3.4. Компенсационный метод измерения разности фаз

8. Измерение характеристик стационарных случайных процессов
8.1. Общие сведения о случайных процессах
8.2. Основные вероятностные характеристики ССП
8.3. Особенности измерений вероятностных характеристик
8.4. Оценки вероятностных характеристик
8.5. Измерение среднего значения СП
8.6. Измерение средней мощности СП
8.7. Измерение дисперсии СП
8.8. Измерение корреляционных функций
8.9. Анализ спектров случайных сигналов
8.10. Измерение законов распределения
8.11. Измерение плотности вероятности

9. Измерение характеристик СВЧ-трактов и четырехполюсников
9.1. Основные характеристики трактов и четырехполюсников
9.1.1. СВЧ-тракты как направляющие системы
9.1.2. Линии передачи в режиме стоячих и смешанных волн
9.1.3. Матрица рассеяния четырехполюсников
9.1.4. Перечень основных характеристик линий передачи
9.2. Измерения на измерительной линии
9.2.1. Устройство линии и ее калибровка
9.2.2. Измерение КСВ, модуля и фазы коэффициента отражения
9.2.3. Измерение затухания в линиях передачи
9.2.4. Измерение КСВ нагрузки через длинный фидер
9.2.5. Измерение коэффициента замедления замедляющих систем
9.2.6. Измерение волнового сопротивления
9.3. Измерения на автоматических измерителях
9.3.1. Принцип работы автоматических измерителей
9.3.2. Измерение коэффициента передачи и СВЧ-потерь в тракте
9.3.3. Измерение параметров замедляющих структур в режиме рассогласованного тракта
9.4. Измерение абсолютных значений напряженности электрического поля
9.5. Измерения параметров четырехполюсников и СВЧ-трактов во временной области
9.5.1. Время-импульсные измерения
9.5.2. Принципы импульсного зондирования
9.5.3. Рефлектограммы некоторых неоднородностей в СВЧ-трактах
9.5.4. Измерение импульсных характеристик четырехполюсников

10. Измерение параметров резонаторов
10.1. Виды полых резонаторов и их параметры
10.1.1. Типы резонаторов
10.1.2. Виды колебаний полых резонаторов
10.2. Измерение параметров полых резонаторов
10.2.1. Измерение с помощью измерительной линии
10.2.2. Осциллографические измерения
10.3. Измерение резонансной длины волны и частоты
10.4. Измерение добротности объемного резонатора
10.4.1. Определение добротности
10.4.2. Включение резонатора в измерительный тракт
10.4.3. Методы измерения добротности резонатора

11. Измерение параметров антенн
11.1. Основные параметры антенн
11.1.1. Классификация и состав параметров
11.1.2. Первичные параметры
11.1.3. Вторичные параметры
11.1.4. Параметры приемных антенн
11.2. Измерение входных параметров антенн
11.3. Измерение диаграмм направленности
11.3.1. Методы измерения ДН
11.3.2. Обработка ДН и расчет КНД
11.4. Измерение коэффициента усиления антенн
11.4.1. Метод измерения КУ двух одинаковых антенн
11.4.2. Измерение КУ методом замещения
11.5. Поляризационные измерения

12. Измерение параметров диэлектриков на СВЧ
12.1. Параметры диэлектриков
12.2. Методы измерения электродинамических параметров диэлектриков
km12.2.1. Метод поверхностных волн
12.2.2. Метод запаздывающих импульсов (частотно-временной метод)
12.3. Волноводные методы измерения
12.3.1. Теоретические предпосылки
12.3.2. Экспериментальные методы
Список литературы