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为了满足高功率微波对相位和频率测量的要求，提出了一种联合使用FFT和非线性最小二乘法拟合的测量系统，包括前端变频电路和后端数字化处理部分。论述了设计和实现前端变频电路中的本振电路、本振监测电路、本振低通滤波电路、本振功分电路、变频电路和中频低通滤波等电路，介绍了使用FFT和非线性最小二乘法拟合测量频率和相位的方法，并分析了测量相位误差与信噪比和A／D转换位数之间的关系。