微波噪声参数自动检定系统的研制

论文摘要

任何电子设备都会产生噪声,噪声是无线电计量中的一项重要参数,准确计量噪声参数对保证导弹、卫星发射等众多科研试验任务的圆满完成起着至关重要的作用。本文的主要工作就是根据总装计量测试中心开展噪声参数量值传递的具体需求,研制微波噪声参数自动检定系统,以实现噪声计量自动化、规范化和标准化,确保噪声设备的性能稳定及测量的准确性,解决噪声计量检定中存在的检定项目多、时间长,仪器操作复杂,数据量大且处理复杂等问题。本文分析了目前国内外噪声参数计量发展现状,介绍了噪声参数相关概念和噪声测量设备的组成,详细讨论了噪声测量的原理和方法,特别是对本系统采用的Y系数法进行了深入阐述。文中对自动测试系统的组成、特点进行了分析,对构成自动测试系统基础的各种总线技术进行了比较,同时对自动测试系统的发展作了展望。本文对中心开展噪声参数检定的具体实施方法进行了介绍,详细讨论了固态噪声源检定装置和噪声系数仪检定装置的检定方法及原理,在此基础上提出了自动检定系统的整体设计思想,明确了系统稳定可靠、开放灵活和使用简单的总体目标,制定了硬件连接方案。本文着重对系统的软件实现过程进行了详细说明,全面介绍了软件的功能和特点。软件系统在微软最新推出的Visual Studio .NET平台上,利用C#语言开发完成,采用模块化编程方式建模及关系型数据库组织数据以使系统结构清晰、层次分明。系统灵活的采用命令变量法,通过建立仪器库解决了仪器程控命令不统一的问题,极大的扩展了系统的应用范围,增强了系统的可移植性。文章还分析了软件编制过程中遇到的一些难题,并提出了相应的解决办法。最后本文对噪声自动检定系统进行了总体性能验证,对各检定项目测量结果的不确定度进行了全面分析,依据国家军用标准2725A-2001对系统进行了重复性及稳定性考核,并且将检定结果与上级检定部门溯源结果进行了比较,偏差均在允许范围内,结果充分说明系统是稳定可靠的。由于在承担课题之初就确定了使用简单、方便扩展、易于移植的原则,本文所讨论的内容对噪声参数自动化检定有很强的通用性,同时对其他自动测试系统的研制也有很好的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 噪声参数计量技术国内外研究现状
• 1.3 自动测试技术现状与发展趋势
• 1.4 本论文的主体内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 微波噪声及噪声计量
• 2.1 噪声相关概念
• 2.1.1 噪声功率
• 2.1.2 超噪比
• 2.1.3 噪声系数
• 2.1.4 等效噪声温度
• 2.2 噪声参数测量方法
• 2.3 噪声相关设备及性能参数
• 2.3.1 噪声发生器
• 2.3.2 噪声系数仪
• 2.4 本章小结
• 第三章 自动测试系统的设计
• 3.1 需求分析
• 3.1.1 测试对象及项目
• 3.1.2 测试要求
• 3.1.3 系统指标
• 3.1.4 测试依据及设备
• 3.2 硬件连接方案
• 3.3 固态噪声源ENR 检定
• 3.4 噪声系数仪检定
• 3.4.1 频率调谐准确度检定
• 3.4.2 噪声系数准确度检定
• 3.4.3 增益测量准确度检定
• 3.4.4 仪器噪声系数检定
• 3.4.5 8971C 噪声系数检定
• 3.5 本章小结
• 第四章 检定系统软件设计
• 4.1 软件开发环境
• 4.2 软件系统设计
• 4.2.1 软件功能需求
• 4.2.2 软件体系结构
• 4.2.3 软件开发流程
• 4.3 数据结构设计
• 4.3.1 关系型数据库的设计
• 4.3.2 仪器库的设计与实现
• 4.4 主要软件模块的实现
• 4.4.1 数据处理模块的实现
• 4.4.2 ENR 测试模块的实现
• 4.4.3 固态噪声源自动检定过程
• 4.4.4 软件实现过程中的其它关键问题
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统性能测试与评价
• 5.1 测量不确定度简介
• 5.2 系统测量结果不确定度评定
• 5.3 自动测试系统重复性考核
• 5.4 自动测试系统稳定性考核
• 5.5 自动测试系统准确性考核
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献