超宽带测量技术近年来备受关注。传统测量方法基于频域进行测量,其成本高,测量环境要求高,需要微波暗室。时域测量技术测量效率高,仅需一次测量即可得到全频带特征,对测试环境依赖程度低,通过“时域加窗”等方法可以消除环境反射杂波等影响。目前,时域测量技术已在天线测量、探地雷达、电磁材料测量等方面应用。本文基于亚纳秒级时域测量系统电路设计、制作及测试方案展开研究。主要工作及成果如下。（1）对时域测量的发展和研究现状进行调研,分析对比了国内外时域测量常用结构及其优缺点。通过对比分析,确定设计方案。由于超宽带信号工作频段高,电路设计复杂,为解决目前时域测量工作频率低,对亚纳秒、皮秒级脉冲难以采样,测量精度不够等问题,将时域测量系统分为分立器件——脉冲源、超宽带采样电路,分别进行研究。（2）对亚纳秒脉冲源进行研究分析,介绍常见超宽带脉冲信号——高斯脉冲及高斯脉冲频谱特点,通过对比不同脉冲源发生电路,选择使用阶跃恢复二极管等器件进行改进创新,产生高斯窄脉冲。对阶跃恢复二极管进行ADS建模,经仿真验证后进行电路制作与实测,其脉宽低至372.5ps、带宽可达2.4GHz。由于无载频一阶高斯信号脉冲低频分量大,相对辐射效率低,频带可调性差,因此在无载频脉冲源基础上进行有载频脉冲源设计。本文设计的有载频脉冲源电路由驱动电路、高速开关电路、整形电路、超宽带调制器及振荡器电路组成。通过仿真验证后,进行设计电路制作及实测,其结果表明,脉冲源输出脉冲信号重复频率可达125MHz,脉冲宽度600ps（底宽）,脉冲振铃水平低于10%,峰-峰值为5.4V,-10d B带宽可达4.2GHz。脉冲信号中心频率与载频相同,可在6.6-8.5GHz之间灵活设置,满足超宽带通信需求。（3）对比分析超宽带采样电路优缺点,并提出一种基于等效时间采样法的超宽带采样电路。介绍分析等效时间采样法的原理、不同取样门电路的原理、巴伦工作原理等。对取样门电路进行等效电路分析、ADS建模及仿真分析,初步仿真结果表明取样门电路可以对400ps的脉冲信号进行取样,取样效果较理想。设计功率放大电路,通过仿真分析其增益带宽,得到该电路对流过的k Hz级电路具有良好放大效果,对采样信号可以进行有效放大,提高了采样信号的幅度。在仿真基础上,对采样电路进行实际制作、测试。通过对400ps的脉冲信号采样、1-17GHz正弦波信号采样,验证采样电路精度高,误差小。将衰减器接入输入端进行0-56d B测试,实测结果表明采样电路的动态范围较大。（4）利用整体电路进行时域测量,应用本文设计的脉冲源作为激励进行二端口网络时域测量,对其响应脉冲信号反演后得到测量结果。时域测量结果与相应的矢量网络分析仪频域测量进行比对,两者高度吻合,幅频特性均方根误差小于0.18d B,反演结果表明,本文实现的脉冲源可以满足时域测量要求。对天线进行初步时域测量,可通过本系统测出天线方向图。