良好的叶尖间隙配合对涡轮发动机工作时的性能和安全具有重要影响。所以叶尖间隙在线测量技术,在主动叶尖间隙控制、结构健康监测、飞行器性能实测等方面具有重要作用。目前,基于微波相位法的叶尖间隙在线测量技术正逐渐成为国内外研究热点,本文即围绕该测量原理和当前存在的问题开展了研究工作。首先,分析了微波相位法测距原理和该技术用于发动机叶尖间隙在线测量的可行性。研究了类似于微波干涉仪的测量系统及其组成,分析推导了该系统通过解调收发信号相位差实现测距的过程。其次,针对现有微波位移/距离测量系统存在多种测量误差的问题,结合测量系统和使用环境特点,分析了收发机信号泄露、背景回波叠加、接收机I/Q通道幅相不平衡、接收信号衰减以及空间滤波效应等问题,总结出包含偏置直流、幅相误差、信号衰减、散焦干扰等误差因素的I/Q通道输出形式,并建立了相应的测距误差模型,由此又通过控制变量法对不同误差干扰项测距误差的影响程度进行了定量分析研究。然后,针对接收机I/Q通道输出中的偏置直流、幅相误差和测量时真实波长等校准参数难以同时准确获得的问题,在中频法原理上提出一种基于等效中频的校准参数提取方法。又针对等效中频法提取校准参数不准确的问题,提出一种基于遗传算法的参数组合优化方法。开展了基于MMIC工艺的小型24GHz连续波雷达模块的验证实验,实验结果表明,等效中频法能有效提取出校准参数,使用优化方法后测量线性度提高了68.53%。最后,针对空间滤波效应带来的散焦误差问题,进行了静态位移实验,发现了空间滤波效应的一些规律,从实用角度出发,采用标定法在一定条件下消除了散焦误差,实验结果表明,测距分辨力优于0.01mm,静态测距误差小于0.03mm,重复性实验标准差优于0.02mm。又开展动态叶尖间隙测量验证实验,实验结果表明,该套测试系统具有较高分辨率、实时性和测量精度。