本發(fā)明屬于微波測量技術(shù)及儀器領(lǐng)域,涉及一種減小微波衰減量測量不確定度的方法。

背景技術(shù)：

衰減器件是微波測量系統(tǒng)中的常用器件，系統(tǒng)中通常不止簡單地包括一種衰減器件，甚至同一種衰減器件需要多個組合。在微波波段，不同元器件的端口連接不匹配產(chǎn)生的反射信號與入射信號的疊加不僅與電壓的幅值有關(guān)，還與相位有關(guān)。對于多個衰減器件衰減量的標定，通?？紤]多次連接會產(chǎn)生由于人為、環(huán)境等因素引入的不確定度，從而選擇多個器件組合標定。但由于引入衰減器件不確定度的因素主要包括測量設(shè)備、標定系統(tǒng)失配、多個器件組合失配三部分，綜合考慮幾部分因素，多個衰減器件組合標定不能減小器件的不確定度，目前缺少適合的標定方法，來減小多個器件衰減量的不確定度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種減小微波衰減測量不確定度的方法。

為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案：

一種減小微波衰減量測量不確定度的方法，包括步驟：

s1、確定衰減器件的技術(shù)指標和衰減量大小，采用網(wǎng)絡(luò)分析儀對衰減器件進行單個標定或組合連標

s11、網(wǎng)絡(luò)分析儀根據(jù)衰減器件的使用條件進行參數(shù)設(shè)置和系統(tǒng)校準；

s12、系統(tǒng)校準后逐個連接待測衰減器件進行標定，標定包括衰減量及駐波參數(shù)測試；

s13、單個衰減器件測量后，對多個衰減器進行組合；

s2、對測量結(jié)果進行不確定度分析，根據(jù)不確定度分析，給出衰減器件在不同駐波下的標定不確定度；

根據(jù)標定不確定度判斷不同衰減量和衰減器件特性，選擇多個衰減器件組合連標或單個標定然后組合使用：

當(dāng)衰減器件工作頻率小于2ghz時，若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量大于60db，對多個衰減器件進行單個標定，然后進行組合使用；若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量小于60db時，將多個衰減器件進行組合標定；

當(dāng)衰減器件工作頻率大于2ghz時，若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量大于70db、駐波小于1.2，對多個衰減器件進行單個標定，然后進行組合使用；若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量大于70db、駐波大于1.2，將多個衰減器件進行組合標定；若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量小于70db，將多個衰減器件進行組合標定。

進一步，步驟s2不確定度分析過程如下：

建立梅森公式

當(dāng)傳輸系統(tǒng)的特性阻抗為z0時，網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)輸出功率p0為|e|²/z0，經(jīng)過待測衰減器后接收功率pi為|b2|²/z0，接收機的反射功率pr為|a2|²/z0，則接收機接收功率為：

pl＝pi-pr＝(|b2|²/z0)-(|a2|²/z0)

由a2＝b2γl整理得：

由此網(wǎng)絡(luò)分析儀得到的表征衰減的參數(shù)l為：

當(dāng)衰減器和網(wǎng)絡(luò)分析儀的連接端口完全匹配時，衰減參數(shù)的表達式為：

由此失配誤差為

δam＝20lg(1±|γg||s11|)(1±|γl||s22|)+10lg(1±|γl|²)

衰減器件在使用中的失配不確定度為：

其中，e為源輸出電壓，a1為衰減器件一端口輸入電壓，b1為衰減器件一端口輸出電壓，a2為衰減器件二端口輸入電壓，b2為衰減器件二端口輸出電壓，s11為衰減器件一端口反射參數(shù)，無量綱，s21為衰減器件正向傳輸參數(shù)，s12為衰減器件反向傳輸參數(shù)，s22為衰減器件二端口反射參數(shù)，γl為負載反射，γg為源反射參數(shù)。

本發(fā)明減小微波衰減量測量不確定度的方法通過不確定度分析，給出具體衰減量數(shù)值所對應(yīng)的衰減器件單標或組合標定，減少實際工作時標定工作量的同時，亦減小多個器件衰減量的不確定度。

附圖說明

圖1為衰減器件標定示意圖。

圖2為標定結(jié)果不確定度分析信號流程圖。

圖3為衰減器件組合連標或單個標定然后組合使用判定示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進行一步詳細說明。

一種減小微波衰減量測量不確定度的方法，包括步驟：

s1、確定衰減器件的技術(shù)指標和衰減量大小，采用網(wǎng)絡(luò)分析儀對衰減器件進行單個標定或組合連標

s11、如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)分析儀根據(jù)衰減器件的使用條件進行參數(shù)設(shè)置和系統(tǒng)校準；

s12、系統(tǒng)校準后逐個連接待測衰減器件進行標定，標定包括衰減量及駐波參數(shù)測試；

s13、單個衰減器件測量后，對多個衰減器進行組合；

s2、對測量結(jié)果進行不確定度分析，不確定度分析過程如下：

如圖2所示，圖中e為源輸出電壓，a1為衰減器件一端口輸入電壓，b1為衰減器件一端口輸出電壓，a2為衰減器件二端口輸入電壓，b2為衰減器件二端口輸出電壓，s11為衰減器件一端口反射參數(shù)，無量綱，s21為衰減器件正向傳輸參數(shù)，s12為衰減器件反向傳輸參數(shù)，s22為衰減器件二端口反射參數(shù)，γl為負載反射，γg為源反射參數(shù)，c為源與負載端的泄露參量，可以忽略。

建立梅森公式

當(dāng)傳輸系統(tǒng)的特性阻抗為z0時，網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)輸出功率p0為|e|²/z0，經(jīng)過待測衰減器后接收功率pi為|b2|²/z0，接收機的反射功率pr為|a2|²/z0，則接收機接收功率為：

pl＝pi-pr＝(|b2|²/z0)-(|a2|²/z0)

由a2＝b2γl整理得：

由此網(wǎng)絡(luò)分析儀得到的表征衰減的參數(shù)l為：

當(dāng)衰減器和網(wǎng)絡(luò)分析儀的連接端口完全匹配時，衰減參數(shù)的表達式為：

由此失配誤差為

δam＝20lg(1±|γg||s11|)(1±|γl||s22|)+10lg(1±|γl|²)

衰減器件在使用中的失配不確定度為：

根據(jù)不確定度分析，給出衰減器件在不同駐波下的標定不確定度；

根據(jù)標定不確定度判斷不同衰減量和衰減器件特性，選擇多個衰減器件組合連標或單個標定然后組合使用：

如圖3所示，當(dāng)衰減器件工作頻率小于2ghz時，若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量大于60db，對多個衰減器件進行單個標定(即分段定標)，然后進行組合使用，可以減小系統(tǒng)不確定度；若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量小于60db時，將多個衰減器件進行組合標定(即連標)；

當(dāng)衰減器件工作頻率大于2ghz時，若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量大于70db、駐波小于1.2，對多個衰減器件進行單個標定，然后進行組合使用；若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量大于70db、駐波大于1.2，將多個衰減器件進行組合標定；若多個衰減器件組成的系統(tǒng)衰減量小于70db，將多個衰減器件進行組合標定。