[发明专利]矢量网络分析仪的不确定度分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矢量网络分析仪的不确定度分析方法。

背景技术

目前，矢量网络分析仪的硬件水平已经不再是制约测量精度的最主要因素，校准技术可以消除大部分由硬件引起的测量误差，此时的研究主要集中在校准算法、非线性测量、差分器件测量、测量不确定度评定等方面。其中，测量不确定度作为评价测量结果质量的重要手段受到了人们越来越多的关注，已逐渐成为微波系统设计、应用和验收的重要指标。现有技术只能通过校准后剩余误差中的某一单项来评估矢量网络分析仪的测量精度，而接收机基底噪声、接头的重复性与线缆的稳定性、信号源和接收机的不稳定性、接收机压缩等误差引起的测量精度却一直无法分析。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种矢量网络分析仪的不确定度分析方法。本方法以12项系统误差模型为矢量网络分析仪的不确定度分析模型。

本发明采用如下技术方案：

矢量网络分析仪的不确定度分析方法，采用如下步骤：

(1)在12项经典误差模型的基础上，引入随机误差导致的不确定度和系统噪声，建立矢量网络分析仪的不确定度分析模型；

(2)根据12项经典误差模型的推导，提取单项误差；

(3)通过不确定度分析模型推导出不确定度算法公式，并计算得到矢量网络分析仪的测量不确定度；

(4)将矢量网络分析仪的不确定度分析模型、及算法公式利用C#编程形成矢量网络分析仪的不确定度分析平台，得到矢量网络分析仪的测量不确定度曲线。

所述步骤(1)中所述12项经典误差包括方向性误差e_Di、校准后剩余方向性误差E_Di、串话误差e_Xi、校准后剩余串话误差E_Xi、等效源失配误差e_Si、校准后剩余等效源失配误差E_Si、反射跟踪误差e_Ri、校准后剩余反射跟踪误差E_Ri、传输跟踪误差e_Ti、校准后剩余传输跟踪误差E_Ti、等效负载失配误差e_Li、校准后剩余等效负载失配误差E_Li，其中i＝1或2，1对应前向激励所产生的误差，2对应后向激励所产生的误差。

所述步骤(1)中引入随机误差导致的不确定度和系统噪声为由电缆不理想引起的传输幅值的漂移误差δ_CTj、由电缆不理想引起的反射幅值的漂移误差δ_CRj、由电缆不理想引起的相位误差δ_CPj、由接头重复性引起的传输幅值的误差δ_RTj、由接头重复性引起的反射幅值的误差δ_RRj、系统整体温漂误差δ_STj、信号源的不稳定度δ_SRj、接收机不稳定度δ_RCj、本底噪声NR_cj，其中i＝1或2，对应矢量网络分析仪的两个端口。

所述步骤(2)中提取单项误差，根据被测件反射系数真值为Γ_L，反射系数测量值为Γ_M计算未知的方向性误差e_Di、等效源失配误差e_Si、及反射跟踪误差e_Ri，根据已知参数标称值和计算得到的方向性误差e_Di、等效源失配误差e_Si、及反射跟踪误差e_Ri，通过校准后三次测量计算得到校准后剩余方向性误差E_Di、校准后剩余等效源失配误差E_Si、及校准后剩余反射跟踪误差E_Ri。

所述步骤(3)中计算得到矢量网络分析仪的测量不确定度，先提取反射信号不确定模型和传输信号不确定模型，再通过流图化简的方法，将前向激励和后向激励的不确定度误差模型合并，计算得到矢量网络分析仪的测量不确定度。

所述步骤(4)中矢量网络分析仪的不确定度分析平台包括用户界面部分、数据分析及处理部分、及图形界面显示部分。

本发明的有益技术效果：

矢量网络分析仪的不确定度分析方法，非常全面的提取出各单项测量误差，通过算法公式拟合出最终的测量误差，全面且精确的评估矢量网络分析仪的测量精度。

附图说明

图1为12项经典误差模型示意图。

图2为提取单项误差的模型示意图。