大反射负载牵引测量系统校准参数优化选取及应用

相对于传统负载牵引测量系统,大反射负载牵引测量系统可以对微波功率放大器件的负载阻抗端实现更大的调配范围,成为目前比较流行的测量方案。对大反射负载牵引测量系统的验证,一般选择转换功率增益作为负载牵引测量系统优化验证参数。通过对比功率增益和转换功率增益的理论值和测量值的偏差,认为在大反射条件下,功率增益对系统校准后的剩余误差更加敏感,对系统准确度优化提升效果更好。最后通过功率优化的应用实验验证,在负载反射系数为0.9时,转换功率增益变化0.4dB,而功率增益变化0.8dB,因此,选取功率增益作为大反射优化校准参数效果更明显,而在小反射系数下可选择转换功率增益作为负载牵引测量系统验证参数。     

基于矢量误差修正的实时负载牵引测量模型方法

提出了一种新型基于矢量误差修正的负载牵引测量模型方法。相比于传统负载牵引测量系统,该方法从8-term矢量误差模型入手,建立接收机与被测件端口处电压波的函数关系,通过对矢量网络分析仪进行矢量校准和对内部接收机进行一次绝对功率校准,可实时测量被测件的输入/负载反射系数,输入/输出功率及功率增益、效率等。按照模型方法搭建了相应的硬件系统,与商用Focus的类似系统进行了比较验证,实验结果表明具有良好的效果,证明了所提方法的准确性。     

一种增强型的SOLR校准方法

提出了一种增强型的在片SOLR校准方法(eSOLR),结合无需定义的直通传输线标准,2对对称的反射标准(开路标准、短路标准)和1对准确定义的负载标准,实现微波毫米波频段的校准测试。详细给出了8项误差模型的求解过程,同时采用校准比较算法对商用校准方法和eSOLR进行了验证。实验结果表明,eSOLR优于现有的商用SOLT、LRRM校准方法。0.2～110GHz陶瓷衬底的无源失配衰减器验证件测量结果表明,新方法S11测量结果更加连续,测量结果与多线TRL更为吻合。     

多光谱BRDF测量系统转角装置研制

文中介绍了国内外双向反射分布函数的四种测量方案。采用固定光源和使样片转动以及探测器移动的方法实现了对双向反射分布函数的测量,进一步提出了利用可调机械臂结构以及三台步进电机的协调驱动实现对目标材料的高精度半球空间反射特性测量的改进方法。研制了多光谱双向反射分布函数测量转角装置,该装置的应用使双向反射分布函数测量系统的布局更合理,测量准确度更高。转角装置的探测臂旋转范围±180°,样片夹持台转动范围360°,角分辨率均为0.036°。经误差分析,所研制装置的转角精度约为0.75﹪。     

共面波导传输线电容准确测量及不确定度分析

介绍了低介质损耗共面波导(CPW)传输线电容测量方法中的反射系数测量及线电容外推测量技术,成功提取了商用校准基片101-190C上传输线的线电容。根据线电容算法模型,以校准件及矢网内部接收机动态幅相精度不理想作为误差来源,采用蒙特卡罗仿真对线电容测量结果的不确定度进行了评定。最后将线电容用于多线TRL校准,与NIST标定结果更接近,在40 GHz频率范围内,反射系数模值相差小于±0.02, 传输幅度模值相差小于±0.05 dB, 传输相位相差小于±1°。     

基于约瑟夫森量子电压的交流功率测量系统及方法研究

基于约瑟夫森量子电压标准设计了交流功率差分测量系统。通过分析差分采样系统的误差分布及误差传递函数,提出换向差分测量方法,减小了差分采样系统的增益误差,提高了电压幅值测量准确度;通过分析衰减系数η,证明了采用换向差分测量较容易实现10-7量级电压幅值测量。通过评估差分采样系统零相位,结果证明了差分采样系统具有较好的相位测量稳定性。分析了交流功率差分测量系统的不确定度分量,评估了功率因数为1.0,0.5 L和0.5 C时的功率测量不确定度,通过与国家交流功率基准装置进行实验比对,证明了基于约瑟夫森量子电压交流功率测量系统不确定度评估的合理性。     

细丝直径高精度衍射测量的研究

利用线阵CCD的空间细分作用测量细丝衍射的暗纹间距S,从而实现细丝直径的高精度测量.本文采用的加权数据处理方法不仅有效地减小了CCD的光响应非均匀性和衍射光强分布的随机波动对测量准确度的影响,而且可以有效减小因S不等于CCD像元中心距的整数倍所引起的细分误差.文中还分析了由物镜焦距变化所引起的系统误差对测量的影响.对一级量针的测量实验表明其测量准确度达±0.5%.     

测量线校正网络研究

一、引言众所周知,测量线本身存在的误差源包含有线体的剩余反射、机械不平稳度、探针的加载效应、线体衰减及探针位置的测量误差等五项。在测量线检定中一般给出前三项,后两项通常予以忽略。不过在实际使用中只能给出误差(或合成误差),而不能给出校正值。本文设想利用校正网络法对测量线精确校正。     

利用调幅信号实现峰值功率计线性度的校准

本文利用调幅正弦波的高稳定性及其波形中又存在功率最高点的特点,提出了一种基于正弦波调幅信号对峰值功率计线性度进行校准的新方法。该方法只需使用信号发生器和测量接收机就能够实现对峰值功率计线性度的校准,与标准峰值功率计测量结果误差不超过±0.1dB,并可通过调制度溯源到连续波功率,解决了峰值功率量值溯源的问题。是一种简单易行,准确度高的方法。     

反射导体参数对涡流栅传感器非线性误差影响的仿真分析

涡流栅传感器基于横向电涡流效应设计,其反射导体参数变化对传感器测量准确度的影响比较明显,因此需要对反射导体尺寸、形状参数进行分析和优化,使其能够适应更多高准确度的测量场合。利用有限元分析方法(Maxwell软件)建立涡流栅传感器的线圈、反射导体模型,对不同尺寸、形状参数的反射导体进行仿真计算,分析反射导体长度、宽度、形状变化对涡流栅传感器的影响。分析结果表明:为提高传感器的准确度,反射导体选用略大于线圈长度和尽可能大宽度的两边半圆导体,为传感器选择合理的反射导体参数提供有利参考。     

小波变换电力谐波功率测量误差分析与抗泄漏算法研究

通过理论分析指出,在信号非同步采样条件下,基于小波变换的谐波功率测量方法存在着很大的带内泄漏.仿真表明,带内能量泄漏引起的测量误差可达5×10~(-2).针对该泄漏误差,推导了误差公式,并提出了一种基于整系数交迭窗函数的抗带内泄漏的小波变换谐波功率测量新算法.结果可知:抗带内泄漏功率测量新算法的相对误差小于1.2×10~(-4),测量准确度比传统的小波变换谐波功率测量算法提高了两个数量级.     

8毫米波段精密功率测量系统

研制了8mm波段(26.5～40.0GHz)精密功率测量系统,它既可用作校准终端型功率计的小功率传递标准,又可用于稳定8mm波段信号源的输出功率,为各种精密测量提供稳定的低输出反射系数信号源。 测量系统由高方向性3dB定向耦合器及其旁臂精密功率计和稳幅环路组成。3dB耦合器采用宽壁Tchebycheff耦合孔阵设计,方向性达40dB;精密功率计由恒温热敏电阻座和高精确度四端电阻自平衡电桥组成;稳幅环路包括一台多用稳幅器和PIN电调衰减器。恒温热敏电阻座的温度漂移小于±1μW/℃·h;直流替代功率测量准确度为±(0.1％+0.2μW);稳幅后,信号源输出功率稳定度优于±0.02％/30min,此时毋需调配,测量系统等效信号源的输出VSWR小于1.05(反射系数模值小于0.025)。 文中给出了该测量系统的测量数据和用作小功率传递标准时的误差分析。     

一种对在片测量系统中串扰误差进行修正的新型校准方法

现有高频段在片S参数校准方法有16-term误差模型校准方法和基于多线TRL的二次串扰修正算法,它们对测试系统之间的串扰误差进行了较好的表征。提出了一种新型校准方法,即把测试系统之间的串扰等效为一个与被测件并联的二端口网络。整个校准方法一共分为两步,第一步采用常规的SOLR校准方法得到基本8项误差模型,第二步通过测量一个串扰标准件(可以是SOLR中的开路校准件)完成对串扰误差的表征。仿真和测试结果表明,新型校准方法准确度可达到16-term误差模型的准确度,并对串扰误差具有相当的抑制效果。同时,新模型方法只需使用4个校准件,数量少于传统16-term误差模型方法,在保证准确度的前提下,提高了测试效率。     

基于数学优化方法的全站仪设站研究

提出了一种数学优化方法对大射电望远镜(Large Radio Telescope)LT5m模型中用于跟踪测量的全站仪的站点坐标进行修正.目的是为了提高全站仪的设站精度,从而进一步提高其跟踪测量的准确度.实验表明,应用该方法全站仪的测量准确度由原来的近5mm提高至1mm以内.     

大量程位移传感器用于三等量块检定时的不确定度分析

近年来,随着光电技术的发展,国内外出现了一系列基于光栅技术的高准确度大行程的位移传感器。光栅类传感器与其他传感器如电感、电容、容栅等比较,具有测量重复性好、准确度高、测量范围大的特点,特别是在较大行程时仍能保持非常好的线性。此外,由于电子细分技术和计算机技术的发展,大大提高了光栅类传感器的准确度,较高准确度的光栅类传感器在25mm测量范围内的最大示值误差可达到MPE=±(0.03 0.5l)μm(式中:l为测量长度,单位:m)。国外生产这类光栅传感器的厂家主要是德国HEIDENHAIN公司,国内也有厂家成功研制了这类传感器。这类光栅…     

带ESD保护的2.4GHz低噪声放大器的分析与设计

分析了静电放电(ESD)保护对源极电感负反馈低噪声放大器(LNA)的输入阻抗匹配和噪声匹配的影响。给出了带ESD保护的低噪声放大器在功耗限定的条件下同时满足功率匹配和噪声匹配的优化方法,基于该方法,采用0.18μm RF CMOS工艺设计了应用于无线传感网(WSN)的2.4GHz低噪声放大器。测试结果表明,低噪声放大器噪声系数(NF)为1.69dB,增益为15.2 dB,输入1 dB压缩点和输入三阶截点(IIP3)分别为-8dBm和1dBm,在1.8V电源电压下消耗电流3.1mA。     

齿面三维修形对人字齿轮振动特性影响分析与试验研究

针对航空、航海等重要场合应用的高精度圆柱人字齿轮,提出对小轮齿面采用四次抛物线式三维修形,并以三次B样条曲线拟合包括修形和误差的精确齿面模型。综合考虑传动误差激励和啮入冲击力激励,建立滚动轴承支撑人字齿轮副啮合型弯-扭-轴耦合十二自由度振动模型,实例分析了齿面修形对人字齿轮齿间振动内激励因素的影响。选取承载传动误差波动幅值、啮入冲击力幅值以及轮齿啮合振动加速度均方根值作为多目标动力学优化函数;利用改进的自适应遗传算法对修形设计参数进行优化。结果表明:修形前后啮合线方向轮齿相对振动加速度均方根值降幅为20.42%,取得了较好的减振降噪效果。搭建封闭功率流式人字齿轮振动测试试验台,采用海德汉圆光栅对修形前后人字齿轮啮合线向振动加速度进行测量,理论计算与试验测量基本趋势保持一致,最大误差不超过14.5%。     

扫频驻波比测试误差分析

一、引言驻波比是微波设备和微波器件的一项基本性能指标。测量驻波比的方法有开槽线法,扫频比值计法,扫频反射计法等。本文着重分析扫频反射计法的测试误差。     

利用计量型原子力显微镜进行纳米台阶高度测量

计量型原子力显微镜纳米测量系统主要由扫描器、测针位置传感器和一体化微型激光干涉三维测量系统等部分构成．针对计量型原子力显微测量系统,采用三维激光干涉测量系统作为测量基准,以实现原子力测量系统的纳米尺度量值溯源和校准工作．建立了校准模型,分析了扫描器9项主要误差项,并将该模型应用到原子力显微镜扫描器的校准中．校准后的结果表明,除z轴位置误差不超过±2nm外,其他8项的残余误差均不超过±1nm．通过台阶高度国际比对,建立了台阶高度标准计算方法及不确定度分析模型．台阶高度国际比对的测量结果表明,计量型原子力显微镜的测量值与参考值相差均小于1．5nm．     

电力变压器空载损耗测量不确定度评定要点分析

<正>一、不确定度评定报告摘录1.设备技术指标变压器空载负载损耗测试仪测量范围:电压:0~750V;电流:0~75A。电压、电流准确度等级:0.2级。功率:0.5级(cosφ0.1),1.0级(0.02cosφ≤0.1)。环境温度:-10℃~50℃。环境湿度:≤85%RH。工作电源:AC220V±10%,频率:(50±1)Hz。2.测量模型测量结果直接由仪器读出,其输入输出关系为P0=P0′式中:P0——试品变压器空载损耗,W;P0′——测试仪空载损耗示值,W。3.标准不确定度评定(1)测量重复性引入的标准不确定度分量uA在重复性条件下进行10次测量,测量结果如表1