网络分析仪测量不确定度分析
随着通信技术的进一步发展,人们对矢量网络分析仪测量结果准确性的要求越来越高,因此,需要准确描述矢量网络分析仪测试精度。在矢量网络分析仪的实际应用中,测量装置各部件特性的非理想性、校准件特性的非理想性、测试端口连接、电缆弯曲的不一致性等因素都会导致测量结果出现误差。如何计算矢量网络分析仪测量不确定度从而评价矢量网络分析仪的性能和测量结果的质量是值得研究的一个课题。在矢量网络分析仪中,不确定度主要表现为进行校准后测量被测器件时导致的传输测量值与反射测量值的幅度不确定性与相位不确定性。
影响不确定度的因素有很多,通过对矢量网络分析仪的组成与测量原理进行分析,将其测量不确定度主要归纳为以下两大类:
与随机误差相关的不确定度包含:
1)有效系统数据的温度漂移导致的不确定度;
2)随机噪声导致的不确定度;
3)电缆弯曲程度变化导致的不确定度;
4)重复性误差导致的不确定度;
5)网络分析仪的非线性特性导致的不确定度。
与系统误差相关的不确定度包括:
1)校准后剩余方向性导致的不确定度;
2)校准后剩余负载匹配导致的不确定度;
3)校准后源失配配导致的不确定度;
4)整机串扰导致的测量不确定度。
值得指出的是,随机误差是不可预测的,无法通过校准消除,但是可以采用分级衰减器、缩小中频带宽、多次测量取平均值等方法使其减小。