非线性系统的宽带幅度和相位准确测量对于通信系统在大范围内测试、描述特性和改进性能是很重要的,这就要求测量系统同时传回被测信号的幅度和相位信息,并能够维持各次谐波分量相对相位关系。这种测量系统用一个稳定的相位参考来恢复对宽带信号测量所得的相位。谐波相位参考在频域上为梳状波而在时域上为很窄的脉冲序列。本文首先从基于混频器的非线性矢量网络分析仪的原理入手,介绍了非线性矢量网络分析仪测量系统的结构和相位信息测量以及恢复的具体过程,提出了对谐波相位参考电路的具体要求。进而,介绍了如何运用阶跃恢复二极管和共面波导设计梳状波发生电路:包括阶跃恢复二极管的工作特性、时域波形特点以及主要参数;在Advanced Design System仿真软件中建立了原理电路,通过观察改变参数后信号波形和频谱的变化分析了参数对电路的影响。在仿真分析的基础上选择了型号为MMDB45-B11的阶跃恢复二极管元件,设计了基于共面波导的脉冲信号发生器的ADS布线图,说明了版图参数。对设计好的谐波相位参考原型电路进行了定标,介绍了实际测量系统搭建、测量系统各部分的校准过程。为了考察谐波相位参考可重复性,在实验条件相同的情况下在不同时间进行了多组测量,每组保存100个波形;为了考察谐波相位的稳定性,在不同激励功率情况下进行了多组测量;运用NIST提供的方法对测量信号修正了时基失真来去除示波器系统误差,并且修正了阻抗失配误差,进而得到在理想匹配情况下输出的频谱。本文的最后展示了依据以上实验和数据处理所得的所有结果,也就是对梳状谱相位定标的结果。同时提出了对进一步工作的展望:鉴于实验条件的限制,温度对相位稳定性影响的实验没有成行,在允许的条件下应进行温度实验;此外,脉冲信号发生器输出端接入整形电路会使脉冲变得更窄,能提高频域带宽,也是一项很有意义的工作。