衰减测量结果测量不确定度的评定

　　衰减是无线电计量的基本参量之一,它表征了无线电信号的幅度在传输过程中减弱的程度。测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。本文所作不确定度分析评定是依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》,并结合我单位实验室的实际情况开展的。详细分析了用Rohde &Schwarz公司的测量接收机FSMR26对衰减器衰减量测量时不确定度的各个因素与来源。

　　1　概述

　　1·1　测量依据

　　JJG 387-2005《同轴电阻式衰减器检定规程》。

　　1·2　测量标准

　　测量接收机FSMR26。

　　1·3　被测对象

　　(0~110)dB的可变衰减器。

　　1·4　环境条件

　　温度(23±5)℃;相对湿度≤80%。

　　1·5　测量方法

　　按图1连接仪器,将信号发生器与测量接收机接至相同的频率标准。将信号发生器的输出端口接至固定衰减器,此处的固定衰减器是为了改善信号发生器和测量接收机的输出驻波比,以减少失配影响。待测量接收机的读数稳定后,将测量接收机的电平值设置成相对电平的参考值,依次改变衰减器的衰减量,直接读出测量接收机的相对电平值即是衰减量。

　　2　衰减量测量不确定度的评定

　　2·1　数学模型

　　式中,AX—衰减器输出衰减量值;AX—测量接收机测出的衰减量值;δAr—端口失配损耗引入的修正值;δAML—测量接收机相对电平测量线性引入的修正值;δARR—量程改变引入的修正值;δAR—测量分辨力引入的修正值;δAS—信号发生器电平稳定性引入的修正值;δAN—测量接收机读数的重复性引起的相对示值误差的修正值。

　　2·2　不确定度分量

　　由于测量接收机的动态范围比较大,所以衰减量测量点为0dB时,不确定度最小;测量点为110dB时,不确定度最大。

　　(1)端口失配损耗δAr

　　固定衰减器(10dB)的电压驻波比为1·05,信号发生器的电压驻波比为1·5,则等效信号发生器的反射系数模值为|ΓG|0·048(即电压驻波比为1·1),测量接收机FSMR26射频输入端口的电压驻波比为1·5,则等效测量接收机的反射系数模值|ΓM|为0·048(即电压驻波比为1·1),被检可变衰减器的反射系数模值|ΓA|为0·09(即电压驻波比为1·2),被检可变衰减器的衰减量变化时,其两端电压驻波比变化不大。所以S′11=S″11=S′22=S″22=0·09,零刻度时的起始衰减量为0dB,被测刻度时衰减量最大为110dB,所以S′12=S′21=1,S″12=S″21=3·2×10-6,其中S′和S″分别表示可变衰减器刻度第一次和第二次放置时的S参数。|Γ′1|和|Γ″1|分别表示可变衰减器刻度第一次和第二次放置时的从被检衰减器输入端向测量接收机看的反射因子。