前言
出于对射频和微波技术的浓厚兴趣，一直有念头要写一本关于射频测试和测量方面的书，整理和总结多年来所积累的经验和心得。2010年1月本书第1版的问世，了却了笔者的这一愿望。第 1 版出版后，听到不少读者反映说“这本书的确实用”，这给了笔者很大的鼓励。读者的反映说明了本书的内容是切题的，这也是笔者的初衷。
让我们再次携手遨游于射频和微波的世界吧。
市场需求带动了微波技术的创新和发展
从射频和微波技术的发展历史看，在第二次世界大战期间，出现了许多重大发明，如雷达技术和N型连接器，这些发明为人类在许多领域引入了现代科技的手段。如今，雷达技术已经被广泛应用于民航管制、地形测量、水利、气象和航海等众多领域；而N型连接器的发明则为射频和微波的发展修建了一条“高速公路”。今天，N 型连接器已经成为了18 GHz以下射频和微波系统中最常用的连接纽带。在近20年来，移动通信的高速发展同样为射频和微波技术的创新和发展创造了条件，如QN型连接器和无源互调测量技术。QN连接器的出现减少了通信基站的安装时间和空间，而无源互调测量技术则为解决通信系统中的干扰问题提供了依据。
上述案例告诉我们，市场需求是推动技术创新和发展的主要动力。笔者从事射频和微波工作已有 20 多年，但对于市场需求和技术创新的关系，直到创办公司后才有了一些理解和体会。尤其是近五六年来，接触到了很多前沿的射频测量技术和需求，也就是在这些需求的推动下，笔者才有条件进行了大量的射频测试和测量的实验工作，并得到了市场的一定认可。在此基础上，笔者对各类射频测试和测量器件以及测量系统和测量方法有了新的认识，并积累了一些经验和体会，而这些经验和体会在教科书上是无法获取的。
经验很重要
要完成一次准确的射频测试和测量工作，经验十分重要。比如说，一个有经验的测试工程师在挑选测试电缆时，会抖动电缆并观察其插入损耗的变化；而在使用这条电缆进行测试时，则会尽量保持测试系统的静止状态，以保证测试结果的可信度。为了减少测试系统的失配损耗，可以在测试系统中串入高精度的衰减器。在无源互调测量中，即使没有力矩扳手，有经验的测试者也能依靠手感来掌握连接器的配接力度，从而得到准确的测试结果。这些例子说明了作为射频测试工程师，必须了解各类器件的特性，并且要从系统角度来看待射频测试和测量，更为重要的是实际操作经验。本书就试图从这些角度来讨论射频测试和测量问题。
想起在读大学时听到的一句话，大意是说当开始读一本书时，觉得这本书很厚，而当将书读完后，感觉书变薄了。这个由厚变薄的过程，就是读者的理解过程。借用“由厚变薄”的概念来解释对射频和微波知识的认知过程，以一个二端口网络为例，我们可以这样来看待：当需要信号全部通过时，这个网络就是一条传输线，因为要求信号被完整地传输，所以损耗和带宽是传输线的主要指标；如果需要将信号电平降低到一定的幅度，则这个网络就是一个衰减器，从用途看，衰减器的衰减量和精度显然是使用者考虑的首要指标；如果要将信号放大到一定的幅度，显而易见这是一个放大器，增益和输出功率是用户关心的指标；如果需要让一些频段内的信号通过，而抑制其他频段的信号，这就是滤波器，通带损耗和阻带抑制是要重点关注的设计指标；如果要求信号只能向一个方向通过，我们称之为隔离器，这种器件还有一个形象的名词叫“单向器”。微波器件的大类并不多，如果能以这样的角度来理解微波器件，就实现了一个“由厚变薄”的过程，同时对于多端口网络乃至系统的理解，也能起到举一反三的作用。
当今活跃在射频和微波行业的从业人员，有些并非微波专业科班出身，但是他们在各自的岗位上做出了成绩。一个测试工程师，不一定能把电压驻波比（VSWR）的定义描述得很清楚，但他一定知道VSWR的理论值是1，而任何微波器件的VSWR实测值都大于1；他还会知道在大部分情况下，有源器件的VSWR要比无源器件差，滤波器的VSWR比电缆组件要更难做好。即使不知道滤波器的设计原理，调试工程师也知道如何将一个滤波器的VSWR、通带插入损耗和带外特性调至最佳。一个设计低互调产品的研发工程师知道这个器件的表面镀层材料及其厚度，而不一定了解微波信号传输的“趋肤效应”，但这并不妨碍他研发出一种完美的低互调产品。
类似的例子不胜枚举，笔者想表达的意思是，要成为一个合格的射频和微波工程师，并不一定需要科班出身，也不一定要具有深厚的微波理论基础。在某种程度上，经验更重要！如果你对微波技术有兴趣，那自然是学习的最好动力；如果你把微波技术作为谋生的手段，那么平时多注重经验的积累，逐渐培养起兴趣，这样也可大大提高工作效率。
第2版所增加的内容
自本书初版完稿后，笔者继续进行着各类实用性的射频测试研究和实验，这些工作均围绕着被测器件的各种应用环境而展开，比如下述的有关衰减器“功率系数”的测试案例。
笔者曾在国外一个生产衰减器的厂家的产品手册上见到射频衰减器的“功率系数”指标的描述：当输入功率从10 mW变化至额定功率并达到稳定后插入损耗的变化量。按照厂家的定义，一个功率系数指标为0.000 6 dB/（dB·W）的50W/30dB衰减器在满负荷工作时，其衰减量会变化0.9 dB。这个变化量可不小，如果把这个衰减器用于一个50 W功率放大器的输出功率测量，那么仅衰减器引入的误差就会达到20%。
为了证实这种现象，笔者参照标量网络分析仪的原理设计并生产了一种在大信号条件下测量器件S参数的装置。与网络分析仪不同的是，这种测试装置将测试功率提高到了被测器件的额定功率。用这种装置可测量出一个标称值为30 dB的50 W衰减器在不同输入功率下衰减量的变化，结果体现这个衰减器在从10 mW到50 W的测试功率下，其衰减量变化了1 dB，这证明了前述的“功率系数”指标。
这个案例所要表达的是实用性测试和测量研究的意义，当这个衰减器的使用者了解了这种属性并对其进行校准后，就可以避免这20%的误差。至于为什么会出现这种现象，或许是材料研究者的课题。
第2版在保持初版的结构框架（详见绪论）和特色的基础上，增加了一些实用性射频测试和测量的内容，包括无源器件的非线性特性研究，有关频谱分析仪幅度测试精度的实验，以及保证射频和微波测试精度的一些经验。
本书的特点
需要强调的是，本书冠以“实用”二字，就决定了本书的以下特点：
（1）没有填补哪项“空白”，还是那些老话题，匹配、功率、连接器等，只是换了个角度，从工程应用角度来讨论问题。
（2）从测试和测量角度来讨论各种射频和微波器件及系统。比如，同样是一条射频电缆组件，作为设备互联应用时，插入损耗、VSWR、抗腐蚀性和成本是要优先考虑的；但作为测试电缆应用时，则要考虑连接器的插拔寿命和柔软性等，而插入损耗并不非常重要，因为它是可以被校准掉的。本书侧重于后者的讨论。
（3）没有理论推导，更多的是拿来就可以用的结论。理论研究是高校要做的事（虽然近年来很多高校取消了微波专业，笔者所听到的其中一个理由是微波专业的适应面很窄，这让人有些不解）；工程上，更加关心结论。
（4）下篇（系统篇）中的很多内容，在以往的射频和微波书籍中是较为少见的，至少笔者还没有发现系统性讨论射频和微波测量系统和方法的专著，下篇中的大部分内容都是笔者近几年的各种实验结果。
致谢
第2版中，修正了初版中的错误或描述不妥之处。在此要感谢陆琛，他参与了第1章“测试电缆和连接器”的编写和修改；感谢郭林滨在全书校对中的所做的工作。
本书的阅读对象
本书是写给在第一线从事测量和研制工作的射频工程师们看的，因为笔者从事的就是这项工作，本书是经验积累。对那些希望成为顾问型销售的市场人员来说，本书也有很好的参考价值，笔者也曾经参与过射频产品的销售工作，深知顾问型销售模式的重要性、魅力以及乐趣所在。而对于在校的大学生，在毕业实习阶段，本书将对你有所帮助，因为这些内容你即将会遇到，如果你想从事微波和射频这个行业的话。
由于水平有限，本书中一定存在错误，敬请读者批评指正。
朱辉
2012年6月19日于福州