JJF 1893-2021 (0.2～40)GHz電磁兼容喇叭天線校準規(guī)范 高清晰版

中華人民共和國國家計量技術規(guī)范1(. 0z(. rcyns3發(fā)布 3實施國家市場監(jiān)督管理總局 發(fā)布1z電磁兼容喇叭天線校準規(guī)范rzyns

1歸 口 單 位全國無線電計量技術委員主要起草單位中國計量科學研究院參加起草單位:西安電子科技大學本規(guī)范委托全國無線電計量技術委員會負責解釋本規(guī)范主要起草人:王維龍中國計量科學研究院吳釩中國計量科學研究院黃攀中國計量科學研究院參加起草人:李 勇西安電子科技大學)目 錄引言………………………

Ⅱ)1范圍……………………2引用文件………………3術語和計量單位………………………4概述……………………5計量特性………………1天線系數(shù)F………………………

1)1)1)2)2)2)天線半功率波束寬度天線端口電壓駐波比

…………………………

2)2)6校準條件 ……………

2)1環(huán)境條件……………2校準用設備…………7校準項目和校準方法…………………1校準項目……………2校準方法……………

2)2)3)3)4)校準結果表達 )復校時間間隔 )附錄A 原始記錄格式 )附錄B 校準證書內頁格式 )附錄C 主要項目校準不確定度評定示例 )附錄D 電磁兼容喇叭天線1m天線系數(shù)校準原理 )Ⅰ引 言《 本規(guī)范依據(jù)F0國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》和F2測量不確定度評定與表示》編寫。本規(guī)范參考4無線電騷擾和抗擾度測量儀器和測量方法 第6部分:輻射騷擾和抗擾度測量儀器 電磁兼容 天線校準、6電磁兼容美國國家標準電磁騷擾的輻射發(fā)射)測量控制0)頻段天線校準》和E3電磁騷擾測量天線標準校準方法》中相關條款編寫。本規(guī)范為首次發(fā)布。Ⅱz電磁兼容喇叭天線校準規(guī)范范圍本規(guī)范適用于符合、6和E—3要求的電磁兼容測試用喇叭天線的校準,頻率范圍為20,其他喇叭天線可參照本規(guī)范執(zhí)行。引用文件本規(guī)范引用了下列文件:8無線電計量名詞術語及其定義3電磁兼容術語0)6電磁兼容美國國家標準電磁騷擾的輻射發(fā)射)測量控制0)頻段天線校準n-cdnnes0)]E3電磁騷擾測量天線標準校準方法-en)4無線電騷擾和抗擾度測量設備校準方法第5部分:用于58z頻段輻射發(fā)射測量和抗擾度測量的天線校準場地和參考場地-nroedygs:y-58)4無線電騷擾和抗擾度測量儀器和測量方法 第6部分:輻射騷擾和抗擾度測量儀器電磁兼容天線校準eyd-y)凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本規(guī)范凡是不注日期的引用文件,其最新版本包括所有的修改單適用于本規(guī)范。術語和計量單位自由空間天線系數(shù)ra在一個自由空間環(huán)境中,

從對應于天線的機械視軸方向上

即天線的主軸線入射到天線位置的平面波的電場強度,與在一個連接到天線端口的指定負載上產生的電壓的1比值。單位為。1m天線系數(shù)1m1m

— 的方式確定的天線1m增益借助遠場條件下天線增參照ED3 。 /。益與天線系數(shù)的關系所導出的天線系數(shù) 單位為m注m天線系數(shù)用于領域中符合性方面的測試,不能直接用于絕對場強測量和評價。其。天線端口電壓駐波比goVSWR在自由空間中

,天線輸入端口所呈現(xiàn)的電壓駐波比。標準天線a能夠精確計算或精確測量天線系數(shù)的天線作為參考測量的參考值。概述

,在標準天線法中

,標準天線的天線系數(shù)電磁兼容測試用喇叭天線主要用于測量受試設備)向外輻射的電磁波場強,以及用于產生輻射抗擾度實驗所需的場強。電磁兼容喇叭天線通常包括角錐喇叭天線和雙脊波導喇叭天線,許多電磁兼容喇叭天線以下簡稱天線為寬帶天線,并用于在固定距離上進行相應的測試,通常測試距離為1m3m等。計量特性天線系數(shù)m2f0。天線半功率波束寬度°5f0。天線端口電壓駐波比52f0。校準條件1環(huán)境溫度1環(huán)境溫度:52相對濕度 0。3電源要求。4周圍無影響正常校準工作的電磁干擾和機械振動。校準用設備測試場地天線測試場地是校準天線參數(shù)的空間區(qū)域,z頻段內推薦使用全電波暗室。2

需要滿足自由空間的傳輸條件。在注場地確認方法參見。校準用儀器網(wǎng)絡分析儀頻率范圍;內置源或外部信號源的輸出功率

:不低于5dBm;校準套件z的機械或電子校準件;動態(tài)范圍:在z全頻段范圍優(yōu)于。測距儀器測距最大允許誤差標準天線

:5。頻率范圍;天線系數(shù):不確定度UB )天線轉臺的方位、極化轉動定位控制系統(tǒng)轉臺方位角可順時針或逆時針旋轉,角度步進不大于;極化器轉角可順時針或逆時針旋轉,角度步進不大于。天線轉臺的承重需要與待校天線及相應的天線夾具相匹配。天線轉臺和極化器均需要內置連接同軸電纜用的旋轉關節(jié),其工作頻段需在0z以內。輔助設備參考天線:頻率范圍。:注參考天線用于被校天線半功率波束寬度的校準,以及標準天線法中輻射發(fā)射場的產生。半功率波束寬度校準時建議選用輻射波束窄、增益高的發(fā)射天線;用標準天線法時選用滿足場地遠場條件λ的天線。其中D是被校準天線的口面尺寸λ是測試頻率對應的波長,單。發(fā)射、接收天線塔用于安裝定位收發(fā)天線,天線塔滿足承重和架設高度要求。天線夾具實現(xiàn)收發(fā)天線與天線塔的精確安裝和定位

,在滿足使用要求的前提下,

體積應盡可能小,并在天線口面后方的天線塔上局部安裝遮擋吸波材料,抑制天線塔、夾具對電磁波的反射。校準項目和校準方法校準項目校準項目如表1所示。3表1校準項目表序號校準項目1外觀及工作正常性檢查23m天線系數(shù)3mz31m天線系數(shù)1mz4天線半功率波束寬度Wz5天線端口電壓駐波比Rz校準方法外觀及工作正常性檢查完成視覺檢查,確認被校準天線機械或結構完好,接觸面無氧化污損。天線連接器n深度檢查:檢查確認被測天線N型或2、4m等)接頭的n深度,確保符合標準的偏差要求,表2給出N型接頭n深度允差參考值。表2N型連接器n深度允差N型連接器nm陽~5陰~5根據(jù)校準的頻率范圍對天線端口駐波比檢查:測量被校準天線端口電壓駐波比,確保天線的端口滿足產品技術指標要求。3m天線系數(shù)3mz標準天線法校準步驟及其數(shù)據(jù)處理如下:開機預熱 、 , 。打開天線校準測量系統(tǒng)的儀器 設備電源 按要求開機預熱天線安裝設置將發(fā)射天線、標準天線天線系數(shù)已知為分別以相同極化方式安裝到發(fā)射天線和接收天線塔上,并在收發(fā)天線端口分別連接一個衰減器調整天線轉臺的平動平臺和升降塔高度,使得收發(fā)天線的主軸對正;微調收發(fā)天線的極化,實現(xiàn)極化初步匹配,測量確認收發(fā)天線的間距R標準天線的參考點一般已經(jīng)給出。儀表設置及測量頻率點的校準設置網(wǎng)絡分析儀為連續(xù)波測量模式,

測量參數(shù)為

依據(jù)需要設置校準頻率點、中頻帶寬、源輸出幅度,保證參考測量的電平幅值進入網(wǎng)絡分析儀系統(tǒng)的動態(tài)范圍內;以網(wǎng)絡分析儀與收、發(fā)天線相連的兩個端口為參考面對網(wǎng)絡分析儀進行全雙端口校準,保存相應頻點的校準文件F1;選擇其他頻點進行同樣操作,保存相應校準狀態(tài)文件Fi。注:41為提高校準效率,網(wǎng)絡分析儀也可以設置為掃頻測量模式并相應設置起始頻率、終止頻率、頻率步進或測量點數(shù)等,其他設置均與本項相同;如果采用頻譜儀和信號源的方式,則需要考慮各端口反射對校準結果的影響;必要時,可在收、發(fā)天線端口與連接網(wǎng)絡分析儀的電纜之間分別加接衰減器建議衰減量為,端口駐波。參考測量將收發(fā)電纜端口

如有加衰減器

,則在衰減器端口)

分別與標準天線和發(fā)射天線相連,見圖。調用相應校準頻點的校準狀態(tài)文件Fi,然后測量1,調整標準接收天線的極化器,使得測量的1為最大值,并記錄于表1標準天線測量值”對應列中,單位為。被校準天線的測量

圖1標準天線連接示意圖用被校準天線替代標準天線作為接收天線確保收發(fā)天線距離R用被校準天線替代標準天線作為接收天線確保收發(fā)天線距離R不變被校準天線的參考位置一般取口面位置如圖2所示。重復步驟并將此時該頻點上的測量值t單位為)記錄于表1被校天線測量值對應列中。) 圖2被校天線連接示意圖,f其他頻點的測量選擇下一個校準頻率,在完成校準后需要再次將與天線端口相連的接收和發(fā)射電纜端口直通連接驗證測量,在完成校準后需要再次將與天線端口相連的接收和發(fā)射電纜端口直通連接

執(zhí)行步驟)完成其他頻點的校準。記下,記下相應直通時的測量值t單位為并依據(jù)|是否小于B進行判定:當|,則判定本次結果有效;5當|,則判定本次結果可能有問題,需要進一步檢查,或重新進行校準,直到滿足條件為止。數(shù)據(jù)處理將上述校準結果分別代入式

,

計算得到被校準天線的天線系數(shù)

記錄于表1天線系數(shù)對應列中。 (

) ()式中:

t=f

ft 1t被校準天線的天線系數(shù);f標準天線的天線系數(shù);t分別為連接標準天線和被校準天線時1的模值。三天線法校準步驟及其數(shù)據(jù)處理如下:開機預熱 、 , 。打開天線校準測量系統(tǒng)的儀器設置網(wǎng)絡分析儀為掃頻測量模式儀表設置和全雙端口校準設置網(wǎng)絡分析儀為掃頻測量模式

設備電源依據(jù)實際需要設置起始頻率,依據(jù)實際需要設置起始頻率

按要求開機預熱終止頻率掃頻步、 、終止頻率掃頻步進或頻點;設置中頻帶寬、源輸出電平使得測量的電平幅值進入系統(tǒng)的動態(tài)范圍內如采用頻譜儀加信號源時,設置信號源的輸出幅度,頻譜分析儀的參數(shù),使得參考測量時測量電平在頻譜分析儀的動態(tài)范圍內按照圖3所示用標準校準件機械或電子在與收發(fā)天線端口直接相連的兩個電纜端口校準參考端面對網(wǎng)絡分析儀系統(tǒng)進行全雙端口校準。天線安裝及其調試對正

圖3全雙端口校準連接框圖按圖4所示,首先將1號天線和2號天線分別與連接到源端和接收端的衰減器連接,調整天線平動平臺,升降平臺位置,使得收發(fā)天線的主軸在同一直線上,調整收發(fā)天線口面的距離可用激光測距儀測量該距離達到需要的距離R。注:建議三只天線中有一只天線的天線系數(shù)為已知,以方便判斷測量過程中的問題,提高效率等。極化匹配調整利用水平尺,初調收發(fā)天線的極化匹配,使收發(fā)天線處于同一極化方式水平、垂6直調整接收天線極化角度,使網(wǎng)絡分析儀1達到最大值。記錄網(wǎng)絡分析儀1測量值于表22對應列中,即為兩天線之間的空間插入損耗可運行自動測量程序實現(xiàn)。用3號天線置換2號天線,重復操作步驟完成空間插入損耗3的測量,并將測量值記錄于表2對應列中。用2號天線置換1號天線,重復操作步驟完成空間插入損耗3的測量,并將測量值記錄于表2對應列中。驗證測量在完成校準測量后

圖4三天線法測量示意圖,需要再次將與天線端口相連的接收和發(fā)射電纜端口直通連接,記下相應直通時的測量值單位為)并依據(jù)|是否小于B進行判定:若|,則判定本次結果有效;若|,則判定本次結果可能有問題,需要進一步檢查,或重新進行校準,直到滿足條件。數(shù)據(jù)處理將上述測量結果分別代入式

)~

,

可得到被校天線的天線系數(shù),

并記錄于表212對應列中。1=23-2+3-) )2 22=23-2+3-) )2 23=33-3+3-) )2( 2其中在全電波暗室中

近似自由空間中0

1 ()j R 5式中:

fη 233被校準天線對的空間插入損耗;7f對應的信號頻率,;R被校準的天線對口面的距離,;123被校天線的天線系數(shù);0測量設備的特性阻抗;自由空間的固有阻抗約7。互易法校準步驟及其數(shù)據(jù)處理如下:開機預熱 、 , 。打開天線校準測量系統(tǒng)的儀器設置網(wǎng)絡分析儀為掃頻測量模式儀表設置和全雙端口校準設置網(wǎng)絡分析儀為掃頻測量模式

設備電源依據(jù)實際需要設置起始頻率,依據(jù)實際需要設置起始頻率

按要求開機預熱終止頻率掃頻步、 、終止頻率掃頻步進或頻點;設置中頻帶寬、源輸出電平使得測量的電平幅值進入系統(tǒng)的動態(tài)范圍內如采用頻譜儀加信號源時,設置信號源的輸出幅度、頻譜分析儀的參數(shù),使得參考測量時測量電平在頻譜分析儀的動態(tài)范圍內按照圖3用標準校準件機械或電子)在與收發(fā)天線端口直接相連的兩個電纜端口間使用相應的校準組件進行全雙端口校準。天線安裝及其調試對正按圖4所示,將兩只型號規(guī)格一致或近似的天線含被校準天線)分別與連接到源端和接收端的B衰減器連接,調整天線平動平臺,升降平臺位置,使得收發(fā)天線的主軸在同一直線上,用激光測距儀調整收發(fā)天線口面的距離,達到需要的距離R3。極化匹配調整利用水平尺,初調收發(fā)天線的極化匹配,使收發(fā)天線處于同一極化方式水平、垂直調整接收天線極化角度,使網(wǎng)絡分析儀1達到最大值。將網(wǎng)絡分析儀1測量值作為兩天線之間的空間插入損耗L可運行自動測量程序實現(xiàn)記錄于表。驗證測量在完成校準測量后

,需要再次將與天線端口相連的接收和發(fā)射電纜端口直通連接,記下相應直通時的測量值單位為并依據(jù)|是否小于B進行判定:若|,則判定本次結果有效;若|,則判定本次結果可能有問題,需要進一步檢查,或重新進行校準,直到滿足條件。數(shù)據(jù)處理互易法是三天線法的一個特例,

是用兩只型號特性一致的天線

,并假設兩只天線的天線系數(shù)相等。其數(shù)據(jù)處理公式可從三天線法的公式中推導出來,這里略去推導過程。將上述測量的數(shù)據(jù)分別代入公式即可得到被校天線的天線系數(shù)。2=L-K) )28式中:LK分別對應公式)或公式、公式)中的L和K項。1m天線系數(shù)1mz校準步驟和數(shù)據(jù)處理如下。開機預熱打開天線校準測量系統(tǒng)的儀器、

設備電源

,按要求開機預熱。儀表設置和全雙端口校準設置矢量網(wǎng)絡分析儀的測量模式為

W)

模式,

依據(jù)需要設置校準的頻率點,設置中頻帶寬=),測量參數(shù)設置為1,源輸出設置為適當?shù)姆?使得測量的電平幅值進入系統(tǒng)的動態(tài)范圍內如采用頻譜儀加信號源時,設置信號源的輸出幅度,頻譜分析儀的參數(shù),使得測量電平在頻譜分析儀的動態(tài)范圍內針對與網(wǎng)絡分析儀連接的收發(fā)電纜的另外兩個端口分別連接一個0Ω衰減器并進行全雙端口校準分別對收發(fā)端口進行開路、短路、負載和直通校準保存相應頻點的校準狀態(tài)文件F1,選擇其他頻點進行上述同樣的操作,并保存相應的校準狀態(tài)文件Fi。天線安裝及其調試對正如圖5所示,首先將一對一樣的天線電器特性和幾何尺寸均相同分別安裝到發(fā)射天線和接收天線塔上,調整天線轉臺的平動平臺和升降塔高度,使得收發(fā)天線的主軸對正;調整收發(fā)天線的極化,實現(xiàn)極化初步目視匹配;用激光測距儀調整收發(fā)天線口面的距離,達到需要的距離R=1m。極化匹配調整首先初調收發(fā)天線的極化匹配

使收發(fā)天線處于同一極化方式

水平

垂直其次用網(wǎng)絡分析儀測量1,調整接收天線極化角度,使得接收信號達到最大值,完成極化匹配調整。雙天線端口間1的測量測量雙天線端口間的1,完成天線端口間插入損耗2的測量可運行自動測量程序實現(xiàn))見圖,并將1測量數(shù)據(jù)記錄于表。圖51m天線系數(shù)校準測量示意圖注:網(wǎng)絡分析儀也可以設置為掃頻模式,并相應設置起始、終止頻點、頻率步進和點數(shù)等,相應的其他設置均與上述不變,這樣可以提高校準效率。9驗證測量在完成校準測量后

,需要再次將與天線端口相連的接收和發(fā)射電纜端口直通連接,記下相應直通時的測量值單位為并依據(jù)|的值是否小于B進行判定:若|,則判定本次結果有效;若|,則判定本次結果可能有問題,需要進一步檢查,或重新進行校準,直到實現(xiàn)條件的結論。數(shù)據(jù)處理該方法是用兩只型號特性一致的天線,

并假設兩只天線的天線系數(shù)相等

,從互易法公式推導出來,參見附錄。將上述測量的結果代入式得到被校準天線的天線系數(shù):m=fM1 )注使用三天線法的公式也可以推導出用三天線法校準獲得的1m天線系數(shù)過程可參考三天線法的天線系數(shù)計算公式。天線半功率波束寬度Wz校準步驟及其數(shù)據(jù)處理如下。開機預熱打開天線校準測量系統(tǒng)的儀器、儀表設置

設備電源

,按要求開機預熱。網(wǎng)絡分析儀設置

( ) , ;設置網(wǎng)絡分析儀為連續(xù)波 模式 依據(jù)實際需要設置測量頻率點 設置中頻帶寬=);源輸出設置為適當?shù)姆?使得測量的電平幅值進入系統(tǒng)的動態(tài)范圍內如采用頻譜儀加信號源時設置信號源的輸出幅度、頻譜分析儀的參數(shù),使得參考測量時測量電平在頻譜分析儀的動態(tài)范圍內。轉臺設置設置方位轉臺的轉動分辨率建議采用程序控制實現(xiàn)。

、轉動速度

,轉動角度范圍

,確認轉動方向

;上述設置圖6半功率波束寬度W)測量0天線安裝設置及轉臺方位的初始化如圖6所示,將發(fā)射和被校天線口面正向面對,分別安裝到發(fā)射和接收天線塔上;調整天線平動平臺位置,使得收發(fā)天線的主軸在同一直線上;利用水平尺微調整,使收發(fā)天線處于同一極化方式;用激光測距儀測量收發(fā)天線口面間距并調整間距,使其滿足被測天線的遠場距離要求;轉動天線方位轉臺的方位角到0,使得接收天線口面方向與發(fā)射天線口面方向一致。相對幅度方向圖數(shù)據(jù)測量在方位角初始位置記錄相應的0,按照設置的步進和規(guī)定的方向轉動一個角度δ推薦在新的位置再次測量δ,并記錄該值;以此類推,讓天線轉臺按同一方向轉動同樣的步進角度,并記錄對應的δ,最后在所需測量的空間內完成不同方位角度上插入損耗L的測量,并得到一組與方位角對應的L值序列:L=0Sδδ,…δ,…}將各個方位角及對應的插入損耗測量值L記錄于表5中相應位置。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的歸一化:從上述各個方位角上測量的插入損耗L中取最大幅度值Lx,并用L數(shù)組中的每一項減去Lx這里取值單位均為,如果為絕對單位則是比值得到一個歸一化到最大值的新數(shù)組,記為。1=0LxδLxδLx,…,δLx,…,…0L}將新數(shù)組中對應項記錄于表5中相應位置。求得半功率波束寬度W:從新數(shù)組1中,在幅值為B的兩個位置確認對應的兩個方位角12,最后得到半功率波束寬度:W=12|,記錄于表5中相應位置。 ( )測量其余頻率點的半功率波束寬度

HPBW改變網(wǎng)絡分析儀工作頻率,重復步驟,測量其余頻率點的半功率波束寬度。天線端口電壓駐波比z校準步驟開機預熱打開天線校準測量系統(tǒng)的儀器、網(wǎng)絡分析儀設置校準

設備電源

,按要求開機預熱。根據(jù)實際測測量頻段,設置網(wǎng)絡分析儀的測量起始、終止頻率,設置頻點數(shù);設置中頻帶寬;源輸出設置為適當?shù)姆?選取網(wǎng)絡分析儀的某一端口進行校準,如選擇1端口,則選擇測量1,顯示模式選擇R;選用一條適當長度的穩(wěn)幅穩(wěn)相的高性能電纜與所選擇端口連接,選取適當?shù)臋C械或電子校準件,在該電纜另一端進行開路、短路、負載校準。天線端口駐波測量將被校準天線安裝到天線塔上,

確保天線周圍沒有反射物,

將該電纜另一端與被測1天線相連運行測量程序或手動測量并保存測量結果回波損耗或電壓駐波比。結果處理將測量結果記錄于表6對應列中校準結果表達

,或直接存儲并繪制端口駐波圖。天線校準后出具校準證書。校準證書至少應包含以下信息:標題:校準證書;實驗室名稱和地址;進行校準的地點如果與實驗室的地址不同證書的唯一性標識如編號每頁及總頁數(shù)的標識;客戶的名稱和地址;被校對象的描述和明確標識;進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收日期;如果與校準結果的有效性或應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識,包括名稱及代號;本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;校準環(huán)境的描述;校準結果及其測量不確定度的說明;對校準規(guī)范的偏離的說明;校準證書簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識;校準結果僅對被校對象有效的說明;未經(jīng)實驗室書面批準,不得部分復制證書的聲明。復校時間間隔復校時間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定,推薦為1年。2附錄A原始記錄格式外觀及工作正常性檢查 表1標準天線法天線系數(shù)頻率GHz標準天線系數(shù)m標準天線測量值fdB被校天線測量值tdB天線系數(shù)m表2三天線法天線系數(shù)無駐波修正)頻率GHz距離mj2331m2m3m3表3互易法天線系數(shù)頻率GHz距離mjLdBAFm表41m天線系數(shù)頻率GHz1AFm4表5天線半功率波束寬度頻率: )方位角θ)插入損耗LdB歸一化后插入損耗L1dB半功率波束寬度HPBW)表6天線端口駐波頻率fGHz1VSWR5附錄B校準證書內頁格式外觀及工作正常性檢查 天線系數(shù)頻率fGHz天線系數(shù)AFm擴展不確定度U)50天線半功率波束寬度頻率fGHz半功率波束寬度)506天線端口駐波頻率fGHz電壓駐波比VSWR507附錄C主要項目校準不確定度評定示例本附錄對C)、 )z雙脊喇叭天線和~z頻段的角錐喇叭天線的天線系數(shù)校準結果進行不確定度評定,對~z頻段天線半功率波束寬度也進行了不確定度評定。標準天線法校準天線的天線系數(shù)不確定度評定測量模型根據(jù)公式)得到的天線系數(shù)測量模型:t=f+AT) )不確定度來源及標準不確定度評定不確定度來源根據(jù)式)分析不確定度來源主要包括:測量被校準天線的場地插入損耗T時引入的不確定度T測量標準天線的場地插入損耗A時引入的不確定度A引用標準天線確定感應電壓時引入的不確定度。標準不確定度的評定測量T時引入的不確定度T)T)包含的各分量見表T)按式)計算:1a1ammm表11T的分量

)分量來源1網(wǎng)絡分析儀測量1引入uma天線端口的失配引入uam兩天線對正偏差引入m線極化天線對間的極化失配引入urm系統(tǒng)重復測量引入網(wǎng)絡分析儀測量1引入的不確定度分量1以測試8z頻點為例,參考矢量網(wǎng)絡分析儀測量手冊得到由網(wǎng)絡分析儀本身引入1的測量結果的不確定度,見表。取整個頻段最大值1B則1。8表2網(wǎng)絡分析儀測量1引入的不確定度分量測量頻點1擴展不確定度)標準不確定度18zBBB天線端口的失配引入的不確定度分量根據(jù)微波衰減測量的理論,失配引起的極端偏差為:MM+

1+

2+

1

r2+12

r+ - -

1+

2+

1

r2+12

r]式中:

網(wǎng)絡分析儀源端的端口反射系數(shù);網(wǎng)絡分析儀接收端的端口反射系數(shù);

)1212二端口網(wǎng)絡4個S參數(shù)。測量4個S參數(shù)以及向源和接收端看進去的反射系數(shù)

然后針對對應的頻點按照公式)計算,得到 、 、4B5B8B在本頻段取最大偏差,且其為反正弦分布,則得到:/B兩天線對正偏差引入的不確定度分量天線對正包含俯仰、方位對正以及高度、左右對正,由對正偏差引起的不確定度采用實驗的方式,讓天線對正產生一個可控的、可接受的偏差,然后通過試驗確認其對測量結果的貢獻,相關數(shù)據(jù)見表。表3天線對正偏差引入的不確定度分量頻點GHz俯仰偏差dB方位偏差dB高低及左右偏差dB最大偏差dB464040062600838由表3取最大偏差-x,則m-x。且m分布判定為矩形分布,可得到:)

23mmB3)在天線對實現(xiàn)極化匹配之后,通過使接收天線左右分別轉動角)在天線對實現(xiàn)極化匹配之后,通過使接收天線左右分別轉動角,然后在~8z頻段內針對每一個測量頻點,取三組數(shù)據(jù)的最大偏差m,其分布判定為矩形分布,則:9m/B重復測量引入的不確定度分量1∑ni12n-1在)z頻段,分別每隔1z測量場地插損,試驗重復0次,應用式)處理測量的結果1∑ni12n-1( )式中:重復測量的次數(shù)

=

4in次測量中的第i次測量的1數(shù)據(jù);1n次測量的1的算數(shù)平均值。表4重復測量引入的不確定度分量頻點GHz實驗標準偏差dB測定次數(shù)0770取三組數(shù)據(jù)的最大偏差,則:mmB)測量C時引入的不確定度分量T)依據(jù)公式且各不確定度分量間正交不相關,則得到T)為:1am1ammm用標準天線)測量A時引入的不確定度A)由于采用標準天線與用被測天線完成一樣的過程,設置完全一致,所以這里省略分析,近似得到:1am1ammm引用標準天線確定感應電壓時引入的不確定度)

≈B確定感應電壓引入的不確定度3y)包含的各個分量見表,不確定度表達式為:AAPCD表53包含的不確定度分量

)分量來源uSTA標準天線的天線系數(shù)引入的不確定度分量uAP標準天線定位布置偏差導致感應電壓差異引入的不確定度分量uAPC被校準天線和標準天線的相位中心的偏差引入的不確定度分量uAD標準天線與被校準天線的指向性差異引入的不確定度分量0標準天線)天線系數(shù)引入的不確定度分量A根據(jù)使用的標準天線校準報告提供的不確定度參數(shù),可得到:) ( )

ABb標準天線

定位布置偏差導致感應電壓差異引入的不確定度分量uAP標準天線在測量時由于安裝布置、定位系統(tǒng)的離散性,導致測量到的感應電壓的差異,通過對標準天線的多次安裝,并測量A,確認這種偏差最大為,并設其符合矩形分布,得到:P/B被校準天線和標準天線的相位中心的偏差引入的不確定度分量當使用口面距離作為天線距離時,會由相位中心的位置帶來偏差: ( ) r d

6相位中心,

圖1天線的相位中心與測量距離 。如圖1所示F和F分別是發(fā)射和接收天線的相位中心到天線口面的距離d是兩天線口面間距離是兩天線相位中心的間距e是天線的斜高E為在天線口面的電場強度和可以通過測試的方法確定也可以通過數(shù)字仿真的方法確定。根據(jù)國際上對雙脊喇叭天線的實驗和分析經(jīng)驗,在3m測試距離上天線的相位中心帶來的誤差,假定相位中心A0T1,用一個誤差為5m來確定。根據(jù)式可以計算得到:dAT r

dA

1

≈B其分布為矩形分布,得到C。) 3d標準天線與被校準天線的指向性差異引入的不確定度分量考慮到暗室對不同指向性天線的反射影響的差異,采用保持標準天線對和被校準天線對兩組測量的相對位置、間距固定,在轉臺中軸線的視軸中心位置、左右偏m的位置,沿中軸線后延m的4個位置,取水平和垂直兩個極化方式在z頻段每隔1z分別測量,比較測量結果的偏差,并取偏差最大的天線對的測量結果在表6中列出。1表6標準天線與被校準天線的指向性差異測量結果的變化極化方式頻段上的不同位置的最大偏差前移m 后移m左右各移m水平極化42垂直極化08由表)可知-D,其分布為矩形分布,則:D/3≈B標準天線確認產生的感應電壓引入的不確定度分量)根據(jù)公式)得到:AAPCD合成標準不確定度和擴展不確定度

≈B依據(jù)實際不確定度分量的來源,上述三個分量彼此獨立不相關,其合成標準不確定度為:c=TA)取包含因子,則擴展不確定度為UFc結果見表。表7標準天線法校準C微波喇叭天線不確定度匯總表示例用波段標準天線)不確定度來源區(qū)間半寬度B概率分布包含因子標準不確定度dB網(wǎng)絡分析儀測量不準8正態(tài)24天線端口失配3反正弦形20天線對正偏差5矩形33天線極化失配8矩形35重復性1正態(tài)01測量被校準天線的場地插入損耗T時引入的1T)6測量標準天線場地插入損耗A時引入的2A)6標準天線定位、布置誤差4矩形33標準天線天線系數(shù)引入不確定度5正態(tài)052表7續(xù))不確定度來源區(qū)間半寬度B概率分布包含因子標準不確定度dB標準天線和被校準天線相位中心的偏差引入4矩形31標準天線與被校準天線的指向性差異引入2矩形393)1合成標準不確定度uc4擴展不確定度UF)0三天線法校準電磁兼容喇叭天線的天線系數(shù)不確定度評定測量模型及不確定度傳播律測量模型測量模型為:1=23-2+3-) )2( 2其中在全電波暗室中

近似自由空間中0

1 ( )j R

8式中:

f η 233被校準天線對的空間插入損耗;f對應的信號頻率,;R被校準的天線對口面的距離,;被校天線的天線系數(shù);0測量設備的特性阻抗;自由空間的固有阻抗約7。2不確定度傳播律Nu=

y2(=N

x2 )c ∑xui ∑i i靈敏系數(shù)為:

1 i

121234567891=3203不確定度來源及標準不確定度評定不確定度來源根據(jù)公式影響天線系數(shù)F測量結果的不確定度分量為:網(wǎng)絡分析儀測量1引入的不確定度分量1;3校準用適配器引入的不確定度分量2;天線的相位中心與天線口面的距離差引入的不確定度分量3;由于線極化天線對間的極化失配引入的不確定度分量4;天線間的耦合引入的不確定度分量5;天線端口的失配修正引入的不確定度分量6;由于暗室的反射引入的不確定度分量7;天線對正引入的不確定度分量8;天線近場效應引入的不確定度分量9;距離測量引入的不確定度分量0;重復測量引入的不確定度分量1。標準不確定度的評定網(wǎng)絡分析儀測量1引入的不確定度分量1由于校準標準的不完善性導致串擾殘余、負載匹配殘差、源匹配殘差、傳輸跟蹤殘差等,均引入一定的系統(tǒng)誤差;而機器內部的噪聲、連接器的重復性和連接電纜的穩(wěn)定性等也引入一定的隨機誤差。因此使用網(wǎng)絡分析儀必然引入一定的誤差。使用校準件在z使用A2m電子校準套件,結合實際測量頻點處給定的1幅度范圍,從矢量網(wǎng)絡分析儀不確定度計算器rkr1版本計算得到在使用對應校準套件的情況下1的幅度測量結果的不確定度,見表。表8網(wǎng)絡分析儀測量1引入的不確定度測量頻率范圍1擴展不確定度dB標準不確定度u1dB包含因子z084k=2校準用適配器引入的不確定度分量在網(wǎng)絡分析儀的直通連接校準測量時,應使用一個雙陰直通連接器,但在實際的天線校準線路中,卻不再使用這個雙陰直通連接器,由此會給天線校準帶來不確定度。雙陰直通連接器失配帶來的誤差可以簡單表示為:式中:

r±121T和R發(fā)射和接收端口的反射系數(shù);

)121和2雙陰直通連接器的四個S參數(shù)。( 一般情況下,一個良好的雙陰直通連接器的端口反射系數(shù)都會優(yōu)于6B而插入損耗都會小于B。在這種情況下,通過式)可以計算得到:r±2B其分布為U形分布2/B天線的相位中心與天線口面的距離差引入的不確定度分量4對于雙脊喇叭天線來說,以喇叭天線的前端口面間的距離為兩個相位中心的距離而引入的天線系數(shù)的誤差是足夠小的,忽略的這一項可以添加到不確定度項中,因而對于雙脊喇叭天線,兩個天線的距離就用口面間的距離來代替。圖2天線的相位中心與測量距離當使用口面距離作為天線距離時,由相位中心的位置帶來的誤差為: ( ) r d

1如圖2所示F和F分別是發(fā)射和接收天線的相位中心到天線口面的距離d為兩天線口面間距離e是天線的斜高E為在天線口面的電場強度為兩天線相位中心的間距是由相位中心按照天線口面計算時引入的偏差F和F可以通過測試的方法確定,也可以通過數(shù)字仿真的方法確定。根據(jù)國際上對雙脊喇叭天線的實驗和分析經(jīng)驗,對于z的雙脊喇叭天線,由于天線尺寸相應縮小,天線的相位中心帶來的誤差也相應減小?？梢约僭OFF3,在1m距離測試帶來的相位中心誤差為5。這樣,可以計算得到:dFF 3r

B其分布為矩形分布,則3/。由于線極化天線對間的極化失配引入的不確定度分量線極化天線對間的極化匹配是天線校準中一個非常重要的問題,為了確認失配影響,在進行不確定度評定時,假設極化匹配的偏差接收和發(fā)射天線各為。這樣沿著主軸軸線的電場分量將是偏離角度的余弦函數(shù),所帶來的偏差為:n 1 其分布為矩形分布,則4/。喇叭天線間的耦合引入的不確定度分量被測量的喇叭天線對之間會出現(xiàn)多次的反射,這種反射還包括相應的其他支撐設備的影響。當只用一個單值距離來確認自由空間的時,由于喇叭間的反射將會產生很大的影響。這種影響將直接影響到測量值的準確性。從8z到0z的駐波曲線見圖3和圖4可以看到,曲線以半個波長為周期振蕩變化,主要顯示了天線之間的耦合影響。將曲線的波峰值和波谷值相減,可以得到由天線間相互耦合和多路徑耦合引入的不確定度。5圖38z空間駐波曲線2由圖可獲得最大偏差x,其半寬為cx,其分布為矩形2分布,則5/。圖40z空間駐波曲線天線測量時天線端口的失配修正引入的不確定度分量在進行天線間的場地插入損耗測量時,兩只天線的可看成一個雙端口網(wǎng)絡的兩個端口,根據(jù)微波衰減測量的理論,失配引起的極端偏差為:g e 1 r g e 1 r 2 e 1 r 2 1 e r +Γ S +Γ S +Γ S Γ S +S 2Γ Γ -e1+r2+e1r2+12er]式中:網(wǎng)絡分析儀源端的端口反射系數(shù);網(wǎng)絡分析儀分接收端的端口反射系數(shù);1212、二端口網(wǎng)絡的4個S參數(shù)。6依據(jù)實際校準天線的頻段,在)z的范圍內測量4個S參數(shù),以及向發(fā)射端和接收端的反射系數(shù),然后針對對應的頻點依據(jù)式)計算,得到x=,可以取最大值,其分布為反正弦分布,則6/。由于暗室的反射引入的不確定度分量為了找出暗室反射對天線對插損測量的影響,采用保持天線對的相對位置、間距固定,在轉臺中軸線的常用位置、左右m的位置,沿中軸線后延m的4個位置,取水平和垂直兩個極化方式在)z頻段每隔1z分別測量,其測量結果。表9暗室不同區(qū)域由于反射引起的測量結果的變化極化方式頻段上不同位置的最大偏差B前移m 后移m左右各移m水平極化47垂直極化292由表9可知x,其半寬為x,其分布為矩形分布,2則7/。天線對正引入的不確定度分量由于雙脊喇叭天線是方向性天線,因此如果天線對不正,將會測量不到主軸方向上的最大值,其測量結果將會引入誤差。根據(jù)經(jīng)驗,對于雙脊喇叭天線在主瓣的半寬度一般為左右的情況下,波瓣圖的主瓣幅度)可以用式)近似表達: )式中:

) 3方位角。在z頻段,測試距離為1。如果偏差,就相當于水平偏差達到7。在天線的實際校準中使用激光水平儀調整天線沿軸線的對正,

通常情況下

,水平偏差達到5m就已經(jīng)非常明顯了。對應5m的水平偏差,z頻段對應的方位角偏差僅為。因此與天線平移對正偏差相比,天線方向角的偏差的影響要大得多。假設發(fā)射和接收天線各偏離,則得到由天線對正引入的偏差為:tB其分布為矩形分布,則8/B天線近場效應引入的測量不確定度分量通常在)z的C喇叭天線,要在3m或1m距離上校準測量。由于在該位置上均為非理想遠場的平面波,這種近場效應導致測量的場地插入損耗時會產生偏差,借鑒z頻段天線分析這種影響的方法,采用實驗比對的方式,確認在z頻段,這種近場效應產生約B的偏差,即,并7假設為矩形分布,則9/。距離測量引入的不確定度分量0頻率分量對天線系數(shù)的貢獻分量為:F=Dff=0ff, f ) ,對于本測量系統(tǒng)

使用的A矢量網(wǎng)絡分析儀

參考A矢量網(wǎng)絡分析儀手冊,即由A矢量網(wǎng)絡分析儀頻率讀出精度引入的不確定度可以忽略不計,即。測量距離引入的不確定度天線口面間距對天線系數(shù)的貢獻分量為:

1DRR這里R是口面距離為距離為天線系數(shù)的貢獻分量,則與距離相關的不確定度分量為R=DR=0 ;R n)對于最壞的情況R1,則R=DR=0 rR n),r53≈3由此引起的天線系數(shù)的不確定度R,其中R為實際的距離r是距離的偏差引入的不確定度貢獻。天線間的間隔距離使用高精度激光測距儀,r53≈3實際測試距離為3m 則轉化為表示為g[]B其中f和r完全不相關,則0=frB則由距離偏差引入的的標準不確定度為:R0B重復測量引入的不確定度分量1天線對間的插入損耗測量的重復性不確定度由A類統(tǒng)計不確定度給出,分的不確定度數(shù)值用A類統(tǒng)計不確定度計算式來給出,即n 1i)

因此這部)式中:

1

n-1ii次測量的1值;1n次測量1的平均值。在z頻段,分別每隔0z測量場地插損i。這樣的試驗重復0次。由處理的測量結果得到單次測量的標準差。取在整個頻段最大的標準差值作為8不確定度,得到1。合成標準不確定度和擴展不確定度根據(jù)上述分析)C寬帶喇叭天線系數(shù)測量結果的不確定度見表,則合成標準不確定度c為。取包含因子,則擴展不確定度為U=。 ( )表0

0

天線系數(shù)測量結果不確定度匯總表不確定度分量不確定度來源值dB分布類型系數(shù)標準不確定度dB靈敏系數(shù)i貢獻量dBu1網(wǎng)絡分析儀測量精度8—2422u2校準用適配器6U形分布2423u3天線的相位中心與天線口面的距離差5矩形分布3423u4線權化天線對間的極化失配2矩形分布3121u5天線間的耦合3矩形分布3725u6天線端口的失配修正2反正弦分布2121u7暗室反射9矩形分布3120u8天線對正5矩形分布3323u9天線近場效應3矩形分布37250距離測量5矩形分布39341重復測量1—1129合成標準不確定度uc3擴展不確定度U)3天線半功率波束寬度W)校準不確定度評定測量模型和標準不確定度公式測量模型為:式中:

yW )W天線半功率波束寬度測量值。依據(jù)實際測量過程,由于測量引入的半功率波束寬度的不確定度分量為:方向圖相對幅度測量引入的不確定度分量1;方向角度測量誤差引入的不確定度分量2;重復測量半功率波束寬度引入的不確定度分量3;上述三個分量彼此獨立不相關,依據(jù)不確定度傳播律公式,得到半功率波束寬度測9量的合成標準不確定度表達式:123

=

)方向圖相對幅度測量的變化引入的標準不確定度分量測試環(huán)境反射引起的方向圖幅度的變化測試場地內總是存在反射波,電磁波是按場疊加而不是按功率相加,所以很小的反射波就可以引起較大的測量誤差。一項很小的反射通過主瓣耦合到待測天線,可以完全掩蓋住耦合到旁瓣的直射波。暗室反射模型見圖。設直射波為Ed,

圖5暗室反射模型反射波為ER,則直射波與反射波同相和反相時可表示為:ExdER )EndER )測量得到的疊加場E的范圍為:測量旁瓣時,

En<E<Ex如果相耦合的直射波和反射波強度相等,

)那么測出的旁瓣電平可能會高出,也有可能在測得的波瓣圖中成為零點。相對誤差σ單位為)可表示為:σEEdERdER) )計算結果如圖6所示,在測量主瓣寬度時,關心反射電平對測試結果的影響即對主瓣寬度的影響,利用圖6分析方向圖電平為B時,在微波暗室中~z頻率范圍內,靜區(qū)反射率電平估值為B時,可以估算相對方向圖幅度不確定度小于。圖6給定方向圖電平和反射電平時的相對測量誤差0Γ設定Γ,它為反射引起的幅度的正負偏差最大值。Γm=2 3≈B由于反射引起的電場強度的誤差而引入的方向圖的偏差見圖。) 圖7由于反射引起的電場強度的誤差而引入的方向圖的偏差b有限距離測量引入的方向圖幅度測量的不確定度分量在有限距離的場地上進行方向圖測量,源天線的相位波前面在待測天線口徑上是一個球面,此時在待測天線口徑邊緣產生一個隨測量距離不同而變化的最大相位偏差,如圖8所示。圖8有限距離的影響R0—源點到待測天線口徑的距離;R—源點到待測天線口徑上任一點的距離;θ—天線測量時轉動的方位角有限距離造成的相位誤差主要指由它產生的平方律相位誤差,實際測量中,將對半功率角的測量問題,轉化為方向圖的相對幅度的測量問題參考相關資料對于的相對幅度的影響分析,有限距離導致的相位差引起的方向圖的幅度的誤差可以忽略不計,但有限距離導致的相對幅度本身的測量誤差還是存在的,參考相關資料對于相對幅度測量引入的偏差見。1表1有限距離導致的相對幅度偏差ΔΦ62R2λ2λB均勻分布13余弦分布81這里為簡便起見,不妨設由有限距離引起的相對幅的偏差為,設m=,則有mm。3由于上述兩種影響方向圖幅度的分量彼此獨立不相關準不確定度m=mm。

,則共同影響方向圖幅度的標鑒于天線方向圖在位置的斜率的不同,將導致引入的角度偏差的變化這里選取如下幾個頻點為代表,同時依據(jù)仿真方向圖在位置點的斜率,最終得到幅度偏差引入的W的不確定度1,見表。表2方向圖幅度偏差引入的W的不確定度1頻率GHz測試面kHPBWB幅度測量引入的幅度的不確定度幅度測量引起的不確定度u1)2E面994H面6960E面193H面7900E面390H面8930E面599H面6975E面390H面3980E面192H面696方向角度測量誤差引入的半功率波束寬度的不確定度由角度測量裝置轉臺)產生的角度誤差:軸位指示誤差,1表示。測量天線位置控制器的軸定位角通常用的是同步發(fā)送機、結算裝置或數(shù)字編碼器。2其中軸位誤差是真實軸位角和編碼器或同步機指示軸位角之間的差別。典型的位置控制器的測角設備包含對于每一個軸比為1和1齒輪傳動同步發(fā)送機,根據(jù)不同設備型號,轉軸指示誤差在范圍內通常小于。由轉臺產生的角度誤差1由轉臺的生產商提供,一般是已知的,本系統(tǒng)中轉軸指示誤差為1。待測天線相位中心與轉臺轉軸不重合而產生的角度誤差,2表示。由于1是隨機的,2是系統(tǒng)的偏差,所以總的誤差角度為:2按以下方法計算。

θ12 )dn

d θ ( )2R 21≈R21

2 式中:d天線相位中心偏離器旋轉軸的距離;1轉臺測試的起始角度,在相位中心位置上轉臺測試的角度;2轉臺測試的中止角度,在測試某一電平時轉臺測試的角度;真實的測試角度:=)R為源天線與被測天線間的距離:當Rd時,可得2。從公式)可看出,誤差最大值將發(fā)生在π1=π時…。因此,最大誤差為:2≈θ

2)天線相位中心偏離轉軸距離為d引起的角度誤差原理圖如圖所示,天線相位中心偏離轉軸距離為d引起的角度誤差原理圖如圖所示

) 。圖9相位中心偏離轉軸中心引入的方向圖誤差實際測試中天線相位中心在口面前后位置估算在之內,而測試距離R在4m以上,則有2≈θ

)R 2 2x12θ°取最大偏差為不確定度分量,則得到: 22x°3重復測量引入的方向圖半功率波束寬度的不確定度33針對C天線喇叭進行方向圖測量0次重復測量半功率角的結果見表。表30次重復測量引入的W的不確定度頻率GHz測試面仿真值)0次均值e)不確定度u3)2E面957H面2940E面106H面2540E面924H面3530E面635H面5365E面699H面2340E面482H面365的合成標準不確定度和擴展不確定度的合成標準不確定度見表。表4天線半功率波束寬度)標準不確定度匯總表頻率GHz測試面相對幅度測量引起的不確定度u1)轉角測量引不確定度u2)重復測量引入的方向圖半功率波束寬度的不確定度)合成標準不確定度uc)2E面4677H面66410E面3665H面06420E面0649H面36320E面9658H面76624表4續(xù))頻率GHz測試面相對幅度測量引起的不確定度u1)轉角測量引不確定度u2)重復測量引入的方向圖半功率波束寬度的不確定度)合成標準不確定度uc)5E面0694H面86470E面2628H面6650最后給出相對標準不確定度見表。表5天線半功率波束寬度標準不確定度匯總表頻率GHz測試面仿真值)合成標準不確定度uc)相對合成標準不確定度r相對擴展不確定度Ur2E面9724H面21120E面1509H面22730E面9998H面32620E面6850H面52135E面6451H面27000E面4836H面3062z雙脊寬帶天線1m法天線系數(shù)校準不確定度評定示例測量模型及不確定度傳播律測量模型依據(jù)三天線法相應公式,

天線系數(shù)測量引入的不確定度貢獻為:1m+) )52式中:2

233233=13)分別為測量場地插入損耗23和3引入的不確定度分量。由于三組場地插入損耗的條件幾乎一致23)和3)認為是一樣的,有))類似地考慮,有))。因此式)可以簡化為:22U1m=1LK=3LK) )22: 、 , 式)中的各分量的靈敏系數(shù)為: 、 , 注本校準采用三只同規(guī)格 同型號的天線 采用三天線法實施不確定度來源測量天線系數(shù)引入的不確定度分量來源如下:網(wǎng)絡分析儀測量1時引入的不確定度分量1;校準用適配器引入的不確定度分量2;天線端口的失配修正引入的不確定度分量3;由于暗室的反射引入的不確定度分量4;天線安裝和對正引入的不確定度分量5;距離測量引入的不確定度分量6;重復測量引入的不確定度分量7;不確定度傳播律參照三天線法相應公式,

天線系數(shù)測量引入的不確定度分量的靈敏系數(shù)為:2123457=32依據(jù)不確定度傳播律公式公式為:

63,其中各個分量間彼此獨立不相關,

其合成標準不確定度11234567標準不確定度評定網(wǎng)絡分析儀測量1引入的不確定度分量1

),在z頻段使用校準件校準。結合實際測量頻點處給定的,在z頻段使用校準件校準。結合實際測量頻點處給定的1幅度范圍 從矢量網(wǎng)絡分析儀的不確定度計算器rkry-)計算得到在使用對應校準套件的情況下1的幅度測量結果的不確定度,見。6表6網(wǎng)絡分析儀測量1引入的不確定度測量頻率范圍1擴展不確定度dB標準不確定度u1dB包含因子z220k=2校準用適配器引入的不確定度分量在網(wǎng)絡分析儀的直通連接校準測量時,要使用一個雙陰直通連接器,但在實際的天線校準線路中,卻不再使用這個雙陰直通連接器,由此會給天線校準帶來不確定度。雙陰直通連接器失配帶來的誤差可以簡單表示為:式中:

r±121

)T和R發(fā)射和接收端口的反射系數(shù);121和2雙陰直通連接器的四個S參數(shù)。一般情況下,一個良好的雙陰直通連接器的端口反射系數(shù)都會優(yōu)于6B<而插入損耗都會小于B。在這種情況下,通過式)可以計算得到:r±2B其分布為矩形分布,則2/3≈2≈B天線測量時天線端口的失配引入的不確定度分量同上。根據(jù)微波衰減測量的理論,極端的M±值不會比式)大:g e 1 r g e 1 r 2 e 1 r 2 1 e r +Γ S +Γ S +Γ S Γ S +S 2Γ Γ -e1+r2+e1r2+12er]依據(jù)實際校準天線的頻段,在z的范圍內每5z步進,測量三個喇叭天線的端口反射系數(shù),對于每一次場地插入損耗的測量,取對應發(fā)射天線的反射系數(shù)為1、接收天線的反射系數(shù)為2,至于1和2,由于對于C天線F的不確定度要求的寬松并不需要修正只需要對誤差進行評估這樣只需要確認S參數(shù)的模值,這里1和2是實際測的,從公式)可見,取盡可能1大的模值,在)z頻段1m距離上1最小可達B,據(jù)此可得到x=,其分布為U形分布,則3/。由于暗室的反射引入的插入損耗的不確定度為了摘出暗室反射對天線對插損測量的影響,采用保持天線對的相對位置、間距固定,然后在暗室常用位置的前、后、左、右的4個不同位置測量,結果取平均值。對本天線校準系統(tǒng),在轉臺中軸線的常用位置、左右m的位置,沿中軸線后延m的4個位置,取水平和垂直兩個極化方式在)z頻段每隔1z分別測量,其測量結果見表。7表7場地反射引起的不確定分量極化方式位置偏移引入的1的偏差rdB前移m 后移m左右各移m水平極化47垂直極化29由表7可知r,其分布為矩形分布,則:4/32≈B天線安裝與對正引入的不確定度由于雙脊喇叭6口面較大,在間距1m時,其對天線