论文摘要
射频功率传感器的校准因子是无线电计量的最基本测量参量之一,它包含了功率传感器的有效效率和反射系数,不仅反映了功率传感器的微波损耗和直流替代效应的不等效性,而且还体现了功率传感器反射系数的影响,即失配影响的程度。因此,射频功率传感器校准技术的研究具有重要的理论意义和实用价值。传统的射频功率传感器校准采用人工手动模式。在这种模式下,校准人员需同时记录功率计显示器及数字电压表上的读数。这种方法受校准人员主观因素影响很大,因而校准的精确度往往得不到保障。针对校准工作中对校准效率、精确度的要求不断提高的情况,本文开展了射频功率传感器自动校准技术研究。在透彻分析高频微波功率测试技术的基础上,重点研究了射频功率测试的数学模型,理论上推导了校准因子的表达式。采用VC++6.0程序开发软件和SCPI程控仪器标准指令设计了基于GPIB总线技术的射频功率传感器自动校准软件。利用该软件的实时测量功能代替传统的人工手动记录模式,使校准的效率和精确度得到显著提高。采用不同于传统的不确定度传播律的蒙特卡罗方法进行了不确定度评定。本文的主要研究内容和成果如下:1.采用SYSTEMⅡB射频功率量值传递系统和GPIB总线技术建立了射频功率传感器自动校准平台。定性研究了平台关键部件即射频功率传输标准和标准功率计的测试机理。对该系统的射频功率测试过程进行了数学建模,从理论上推导了校准因子的表达式。2.采用VC++6.0程序开发软件和SCPI程控仪器标准指令设计了基于GPIB总线技术的射频功率传感器自动校准软件。利用射频功率传感器自动校准软硬件平台进行了实际测试工作,获取了射频功率传感器样本的校准因子数据,给出了校准数据的不确定度分析。实践证明,本文开发的射频功率传感器自动校准软件界面直观,操作简单,使用和维护方便,能够对测量数据进行统计分析,大大提高了检测工作的效率。3.针对传统的不确定度传播律难以处理失配误差的缺点,采用蒙特卡罗法评定射频功率传感器的失配误差的不确定度。分别应用传统的不确定度传播律和蒙特卡罗法对校准结果不确定度主要来源即失配误差进行了估算,对比了两种方法的计算结果。分析结果表明,传统GUM法对失配误差做出了较为保守的估计,而蒙特卡罗法对失配误差的处理则更为可靠、可信。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 课题背景及研究意义1.2 国内外高频微波功率测量技术的研究历史和现状1.3 论文的研究内容和章节安排1.3.1 研究内容1.3.2 章节安排1.4 本章小结第二章 高频、微波功率测试技术基础2.1 高频、微波功率测试的基本概念及原理2.1.1 信号源传输的功率2.1.2 功率座的主要参数2.1.3 二端口网络对信号源反射系数的影响2.1.4 低反射系数等效信号源2.1.5 微波功率测试中校准因子的重要性2.2 常见的几种功率计2.3 本文射频功率测试的数学模型2.4 本章小结第三章 GPIB 总线技术和SCPI 仪器编程语言概述3.1 GPIB（General Purpose Interface Bus）总线技术简介3.1.1 IEEE 488.1 标准3.1.1.1 GPIB 系统总线介绍3.1.1.2 GPIB 系统总线器件的工作模式3.1.1.3 IEEE 488.1—2003 标准数据传输协议3.1.2 IEEE 488.2 标准3.2 SCPI 仪器编程语言简介3.2.1 命令分类3.2.2 命令规范3.2.3 工作流程3.3 本章小结第四章 基于GPIB 技术的射频功率传感器自动校准系统4.1 System ⅡB 射频功率传感器自动校准平台4.1.1 系统架构4.1.2 Dual Type ⅣPower Meter 测试分析4.1.3 RF Power Transfer Standard 测试分析4.2 自动校准平台软件设计4.2.1 基于GPIB 总线的射频功率传感器自动校准系统的软件设计思想4.2.2 初始化模块4.2.3 参数设置模块4.2.4 测试模块4.3 本章小结第五章 自动校准实验及误差分析5.1 自动校准实验及结果分析5.2 射频功率测试的不确定度评定5.3 利用蒙特卡罗法处理失配误差和经典方法的比较5.3.1 失配误差的数学表示5.3.2 利用传统方法（GUM）估计失配误差5.3.3 利用蒙特卡罗法（Monte Carlo Method）估计失配误差5.3.4 蒙特卡罗法和GUM 法处理失配误差的比较5.4 本章小结总结与展望参考文献附录攻读硕士学位期间取得的研究成果致谢答辩委员会对论文的评定意见
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标签：射频功率传感器论文; 校准因子论文; 不确定度论文; 蒙特卡罗法论文;
