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微波阻抗標準是指對應于這些物理量的實物標準,其中包括特性阻抗標準和反射系數標準。波導和同軸系統中的特性阻抗標準分別是一段精密加工并具有標準截面尺寸、法蘭定位符合標準的標準波導和無介質支撐的剛性空氣介質標準同軸線,其特性阻抗可由幾何尺寸計算得到,并由精密機械加工所保證。反射系數標準即為標準負載,它能在給定波導或同軸線中產生確定的反射系數。各種形式的波導或同軸標準負載在微波阻抗計量中被用作傳遞標準或工作標準。標準負載按反射系數或電壓駐波比的大小分為無反射標準負載、失配標準負載和大反射標準負載;按結構可分為固定和滑動兩種形式,其中后者多制成小反射型。在這些標準中,通常由一級特性阻抗標準和電鑄成形的復反射系數為1的一級反射系數標準(即1/4波長短路器)構成微波阻抗的高標準,后者的反射系數的模值可根據幾何尺寸和材料的電導率計算,也可用蘇州儀器校準量熱計法或測Q值的方法經實驗測定。
微波阻抗測量中兩個可直接測量的參量是駐波參量和反射參量。(2)開槽線。為了實現微波阻抗的量值傳遞和精密測試,普遍采用各種波導和同軸精密開槽線。精密開槽線技術首先要盡可能提高機械加工精度,以提高探針移動的平穩度,減小開槽線的剩余駐波比;其次需要提高信號源的幅度、頻率穩定度和指示器的分辨力;此外還需要采用一些提高計量準確度的措施,如針對不同的電壓駐波比選擇適當的開槽線,并采用1/4波長校準技術等。調配反射計。調配反射計技術是目前可以獲得測量反射系數的小不確定度的方法。它主要用于波導系統中,適用頻率范圍較高,缺點是測量費時費力,且只能點頻應用。調配反射計的原理如圖11.42所示,它是由耦合于反射波的一個高方向性定向耦合器以及兩個調配器Tx和Ty組成。
仔細調配Tx和Ty可獲得理想響應,使定向耦合器旁臂的輸出幅度與接在標準波導段上的待測負載的反射系數模值成正比,從而能夠計算出反射系數模值。儀器校準矢量網絡分析儀。矢量網絡分析儀包括四端口網絡分析儀、多態反射計、六端口網絡分析儀等,可以測量散射參量的模值和相位角。四端口網絡分析儀獲取相位信息的方法是采用兩個檢波器,來將參考信號和被測信號從高頻或微波頻率變換為低頻信號,在低頻進行模值和相角測量;六端口反射計和六端口網絡分析儀則采用四個幅度檢波器在直流上進行測量。經典微波測量技術要求設計制造諸如精密開槽線、高方向性定向耦合器、無反射負載等理想微波器件,并采取調配措施或其他補償措施來器件的不完善特性,以獲得理想測量系統,從而給出小的測量不確定度。
但經典測量技術早已無法滿足近代微波測量的需求。例如,20世紀60年代中期研制的脈沖壓縮和相控陣雷達,要求測量表征微波器件的網絡參量。當時一臺全固態相控陣雷達的發射接收單元采用了1684個微波集成電路組件,要求對每個組件,在3個不同電平上,測量3個頻率的性能指標,而要獲得全部指標,需要進行數萬次測量,經典測量方法對此顯然無能為力。因此,在20世紀60年代,出現了采用幅相檢測技術的微波自動網絡分析儀(ANA)。ANA基本上采用某種頻率轉移方法,將測量轉換在低頻上進行。這些頻率轉移方法包括單邊帶系統、超外差系統、調制副載波系統、矢量抵消(平衡)系統和零差系統等。化學計量是研究化學計量領域內計量單位量值統一和測量結果準確可靠的計量學分支,是研究化學測量溯源性的一個學科。
化學計量可分為物理化學計量和分析化學計量。物理化學計量主要研究與物質的物理性質和物理化學性質有關的特性量的計量問題;分析化學計量著重研究與物質組成有關的化學成分計量問題。相比于物理計量,化學計量具有如下特點:(1)從測量過程來看,化學測量多為破壞性測量,需要由樣本推斷總體,抽取的樣本必須具有代表性;樣品往往要經過溶解、消化、分離、富集等處理,容易發生沾污、損失并引入明顯的系統誤差;在多數情況下,化學測量是相對測量,通過測量光學、電學、溫度等物理量間接確定化學量,容易引入基體效應造成的系統誤差。測量儀器多為大中型儀器,結構復雜,昆山儀器校準可進行多參數的同時測量;(2)從測量標準看,化學測量的標準具有多樣性,因物質的形態、結構、成分、含量、存在條件而異。
接收機的掃描模式應當是以步進點頻調諧的方式得到的。根據工作原理,頻譜分析儀和接收機可分為模擬式和數,字式兩大類。外差式分析是當前使用為廣泛的接收和分析方法。下面就外差式頻譜分析儀與接收機之間的主要差別作一分析。原理圖如所示,頻譜儀與接收機類似,但是頻譜儀與接收機在以下幾方面差別較大前端預選器本振信號掃描中頻濾波器測量精度。接收機與頻譜儀在輸入端對信號進行的處理是不同的。頻譜儀的信號輸入端通常是較為簡單的低通濾波器,而接收機要采用對寬帶信號有較強的抗擾能力的預選器。
通常包括一組固定帶通濾波器和一組跟蹤濾波器,完成對信號的預選。由于RF信號的諧波交調和其它雜散信號的影響,造成頻譜儀和接收機測試誤差。相對于頻譜儀而言,接收機需要更高的精度,故在接收機的前端比普通頻譜儀多出一個預選器,提高選擇性。接收機的選擇性在中有明確規定。本振信號的調節現在的EMC測量,人們不止要求能手動調諧搜索頻率點,也需要快速直觀觀察一被測設備)的頻率電平特性。這就是要求本振信號既能測試規定的頻率點,也能夠在一定頻率范圍掃描。
頻譜儀是通過掃頻信號源實現掃頻測量的。通常通過斜波或鋸齒波信號控制掃頻信號源,在預設的頻率跨度內掃描,獲得期望的混頻輸出信號。接收機的頻率掃描是步進的,離散的,是離散的點頻測試。接收機按照操作者預先設定的頻率間隔,通過處理器的控制,在每一個頻率點進行電平測量,顯示的測試結果曲線實際是單個點頻測試的結果。頻譜儀和接收機的中頻濾波器的帶寬是不同的。通常定義頻譜儀分辨率帶寬是幅頻特性的dB帶寬,而接收機的中頻帶寬是幅頻特性的帶寬。
當頻譜儀與接收機設定相同級別的帶寬時,它們對信號的實際測試值是不同的。具體的表示如圖和圖所示。從頻譜儀和接收機中頻濾波器的幅頻特性可以看出,當頻譜儀帶寬與接收機帶寬值設為一樣時,實際通過兩種濾波器的信號幅頻特性是不一樣的。依據標準,無論是民用還是軍用標準,帶寬均應為。依據標準,要求測試接收機帶有峰值準峰值和平均值檢波器,通用頻譜分析儀一般帶有峰值和平均值檢波器,沒有準峰值檢波器。從接收機對信號的處理方式以及測試要求看,接收機要比頻譜儀有更高的精度,更低的亂真響應。
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