湖北荆门无线电监测站  张志欣

　　一、测量不确定度来源分析

　　由于无线电电波信号传播以及电子测量仪器的技术指标比较复杂，对测量环境、方法、示值读取和人员素质等方面的要求比较高，测量过程中影响测量结果的因素也很多。以测量谐波为例(连接如图所示)来分析测量不确定度来源。
    

    测量连接图

　　谐波是指频率为载波频率特定倍数的信号频谱分量，是谐波功率电平与载波功率电平的比值。其关系式H=P_H/P_c，式中H为被测谐波(dB)；P_H为测得谐波功率电平；P_c为测得载波功率电平。图1中，测量仪器和被测设备的技术指标分别为:
　　频谱分析仪允许误差±1.7dB；
　　频谱分析仪输入驻波比1.5；
　　发信机输出驻波比1.2；
　　同轴馈线损耗±1.7dB。
　　设定在符合规程规定环境、温度、湿度和大气压的条件下，是由频谱仪直接测量出谐波与载波的相对电平(H)，实际测量读数见表1。    

　　从仪器设备连接、技术指标和五次测量读数中不难看出，测量不确定度分量主要有以下几个方面:
　　频谱分析仪测量相对电平u₁；
　　频谱分析仪与发信机之间失配u₂；
　　同轴馈线损耗u₃；
　　随机效应引起的测量重复性u₄。
　　由此可见，测量不确定度一般来源于随机性和模糊性，前者归因于条件不充分，后者归因于本身概念不明。表1中，五次测量的结果不完全相同的现象是实际工作中经常出现的，也是客观存在的。    

　　二、测量不确定度评定

　　1.频谱分析仪误差引入的标准不确定度分量u₁
　　已知频谱分析仪误差为±1.7dB，概率为均匀分布，区间半宽a₁=1.7dB。
　　
                 =28.05%
　　2.频谱分析仪与发信机间失配引入的标准不确定度u₂
　　已知频谱分析仪输入驻波比≤1.5，发信机输出电压驻波比≤1.2，首先分别求出输入、输出的反射系数和失配误差极限值，然后再求出u₂。
　　频谱分析仪输入反射系数:(1.5-1)/(1.5+1)=0.2
　　发射机输出反射系数:(1.2-1)/(1.2+1)=0.09
　　失配误差极限值分别为:
　　[1/(1-0.2×0.09)]²-1=3.70%
　　[1/(1+0.2×0.09)]²-1=-3.50%
　　取其最大作为区间半宽，即a₂=3.70%，按反正弦分布则失配影响是单个电平的倍数。
　　

　　3.馈线损耗引入的标准不确定分量u₃
    已知馈线损耗为1.7dB，则a₃=1.7dB，按均匀分布
    

　　4.测量重复性引入的标准不确定度u₄
　　已知表1中为5次测量，即n=5；则算术平均值，标准差s(H)，平均值标准差s分别为:
    
　　合成标准不确定度(见表2)。
    

    u_A=u₄=0.038dB
    =40.02%
    u_B(dB)=10log(1+40.02%)
=1.462dB
    
    取包含因子k=2，得扩展不确定度为:
    U=ku_c=2×1.462(dB)=2.92dB    

　　三、测量结果不确定度的表达

　　测量五次谐波的平均值=33.06dB。
　　扩展不确定度U=2.86dB(k=2)。
　　被测发信机谐波为(33.06±2.92)dB。