湖北荊門無線電監(jiān)測站  張志欣

　　一、測量不確定度來源分析

　　由于無線電電波信號傳播以及電子測量儀器的技術(shù)指標(biāo)比較復(fù)雜，對測量環(huán)境、方法、示值讀取和人員素質(zhì)等方面的要求比較高，測量過程中影響測量結(jié)果的因素也很多。以測量諧波為例(連接如圖所示)來分析測量不確定度來源。
    

    測量連接圖

　　諧波是指頻率為載波頻率特定倍數(shù)的信號頻譜分量，是諧波功率電平與載波功率電平的比值。其關(guān)系式H=P_H/P_c，式中H為被測諧波(dB)；P_H為測得諧波功率電平；P_c為測得載波功率電平。圖1中，測量儀器和被測設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)分別為:
　　頻譜分析儀允許誤差±1.7dB；
　　頻譜分析儀輸入駐波比1.5；
　　發(fā)信機(jī)輸出駐波比1.2；
　　同軸饋線損耗±1.7dB。
　　設(shè)定在符合規(guī)程規(guī)定環(huán)境、溫度、濕度和大氣壓的條件下，是由頻譜儀直接測量出諧波與載波的相對電平(H)，實(shí)際測量讀數(shù)見表1。    

　　從儀器設(shè)備連接、技術(shù)指標(biāo)和五次測量讀數(shù)中不難看出，測量不確定度分量主要有以下幾個(gè)方面:
　　頻譜分析儀測量相對電平u₁；
　　頻譜分析儀與發(fā)信機(jī)之間失配u₂；
　　同軸饋線損耗u₃；
　　隨機(jī)效應(yīng)引起的測量重復(fù)性u₄。
　　由此可見，測量不確定度一般來源于隨機(jī)性和模糊性，前者歸因于條件不充分，后者歸因于本身概念不明。表1中，五次測量的結(jié)果不完全相同的現(xiàn)象是實(shí)際工作中經(jīng)常出現(xiàn)的，也是客觀存在的。    

　　二、測量不確定度評定

　　1.頻譜分析儀誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u₁
　　已知頻譜分析儀誤差為±1.7dB，概率為均勻分布，區(qū)間半寬a₁=1.7dB。
　　
                 =28.05%
　　2.頻譜分析儀與發(fā)信機(jī)間失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u₂
　　已知頻譜分析儀輸入駐波比≤1.5，發(fā)信機(jī)輸出電壓駐波比≤1.2，首先分別求出輸入、輸出的反射系數(shù)和失配誤差極限值，然后再求出u₂。
　　頻譜分析儀輸入反射系數(shù):(1.5-1)/(1.5+1)=0.2
　　發(fā)射機(jī)輸出反射系數(shù):(1.2-1)/(1.2+1)=0.09
　　失配誤差極限值分別為:
　　[1/(1-0.2×0.09)]²-1=3.70%
　　[1/(1+0.2×0.09)]²-1=-3.50%
　　取其最大作為區(qū)間半寬，即a₂=3.70%，按反正弦分布則失配影響是單個(gè)電平的倍數(shù)。
　　

　　3.饋線損耗引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量u₃
    已知饋線損耗為1.7dB，則a₃=1.7dB，按均勻分布
    

　　4.測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u₄
　　已知表1中為5次測量，即n=5；則算術(shù)平均值，標(biāo)準(zhǔn)差s(H)，平均值標(biāo)準(zhǔn)差s分別為:
    
　　合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(見表2)。
    

    u_A=u₄=0.038dB
    =40.02%
    u_B(dB)=10log(1+40.02%)
=1.462dB
    
    取包含因子k=2，得擴(kuò)展不確定度為:
    U=ku_c=2×1.462(dB)=2.92dB    

　　三、測量結(jié)果不確定度的表達(dá)

　　測量五次諧波的平均值=33.06dB。
　　擴(kuò)展不確定度U=2.86dB(k=2)。
　　被測發(fā)信機(jī)諧波為(33.06±2.92)dB。