基于网络分析仪的多类型微波器件S参数自动校准软件研究

为实现高效测量,减少多种类型被测器件导致的测量参数设置复杂问题,本文通过分析微波网络S参数测量系统的工作原理和性能特点,采用C#多线程、模块化结构设计出S参数自动校准软件,对S参数测量系统建立被测器件的类型、标准件的参数以及测试流程等数据库,同时建立被测参数的测量不确定度模型。基于矢量网络分析仪结合自动校准软件实现反射参数与传输参数的测试,通过试验可发现,采用自动化校准软件的测试结果与手动测试结果具有较高的一致性。     

NIST微波散射参数和功率测量

介绍了NIST开展的微波散射参数(S参数)及功率测量业务。包括在这两项业务中的各自的测量内容,系统的校准技术,对系统及所用的标准件的描述和对于不同测量所考虑的测量不确定度。此外还介绍了在S参数测量及功率测量的未来工作方向。     

电介质材料射频电参数校准系统的组建

在介绍电介质材料电参数测量方法的基础上,研究了电介质材料1MHz-1GHz射频电参数量值溯源和测量方案：采用自行研制谐振法校准装置和（射频Ⅰ-Ⅴ法和自动平衡电桥法）商用仪器组建电介质材料射频电参数校准系统。介绍了系统基本原理,阐述了谐振法校准装置电极系统结构设计特点,分析了校准系统的测量不确定度。     

在片功率参数校准方法研究CSCD

针对在片功率参数的校准需求,分析如何通过矢量方法修正由于微波探针和功率计引入的失配误差,并推导相关修正公式。同时对在片功率测量矢量修正中涉及的微波探针S参数提取方法做介绍,并将试验提取的S参数与微波探针的出厂数据比较。最后将在片功率参数测量的矢量修正数据分别与标量修正数据和未修正数据比较,结果表明,在40GHz内,运用矢量修正得到的在片功率参数测量结果准确度较未修正结果提高0.4d B,较标量修正结果提高0.1d B。     

在片功率参数校准方法研究

针对在片功率参数的校准需求,分析如何通过矢量方法修正由于微波探针和功率计引入的失配误差,并推导相关修正公式。同时对在片功率测量矢量修正中涉及的微波探针S参数提取方法做介绍,并将试验提取的S参数与微波探针的出厂数据比较。最后将在片功率参数测量的矢量修正数据分别与标量修正数据和未修正数据比较,结果表明,在40GHz内,运用矢量修正得到的在片功率参数测量结果准确度较未修正结果提高0.4dB,较标量修正结果提高0.1dB。     

S参数标准的研制和网络分析仪检定

网络分析仪系统是一种宽频段、多参数、并能进行实时测量的大型频域、时域测量系统。主要介绍同轴、波导 S参数标准件的组成、设计方法、研制过程及参数定标的方法。并介绍了双频激光同轴量规计的设计方法、工作原理及利用它对标准件定标的情况。文章中提供了大量的数据 ,详细也列出了标准失配器、标准空气线等 ,S参数标准件在各频率点上定标的数据 ,从各不同方面验证了参数标准的准确性。     

质心标准研究CSCD

工程实践中通常采用标准件作为质心标准。理论研究发现,质心标准件存在较大的不确定性,采用质心标准件校准的质心测量设备量值准确度存疑。在实践中,通过研究创建了全新的质心标准,利用该质心标准对质心测量设备进行了校准,并对两种方法校准的结果进行了比较。应用实践表明,新的质心标准比质心标准件准确度高。     

在片校准标准件基底边界条件影响

通过分析国内外校准标准件物理边界条件，研究不同校准基底的物理边界条件对共面波导（CPW）传输线特性和校准准确度的影响。研制了W波段砷化镓衬底的多线TRL在片校准标准件，将在片校准标准件分别放置在金属卡盘、玻璃片、吸波材料三种校准基底上。用三种不同校准基底的校准标准件对试验装置校准后，分别提取了CPW传输线的衰减常数、相对介电常数和特征阻抗，并对商用校准标准件104-783A的短路标准和传输线标准进行了测试，验证了结果的合理性。     

基于ADE7858的交流电源监测模块设计

讨论了交流电源参数测量的技术路线选择，介绍了基于ADE7858智能计量芯片的交流电源监测模块的系统结构，ADE7858电路的硬件、软件设计、参数校准及整机性能测试情况，采用ADE7858智能计量芯片，简化了模块软硬件设计，提高了参数测量精度，实现了交流电源参数数字化测量，硬件电路简单，软件代码少，采样参数多并且精度高，可靠性好，性能稳定，可以满足军工产品的应用需求。     

Mixed-mode TRL algorithm based on symmetrical reflection standard

针对耦合差分器件的散射参数测量,提出了一种使用对称反射标准件的混合模式TRL(Through-Reflect-Line)校准算法.根据过渡结构的多模散射矩阵元素之间的相位关系和散射矩阵的广义互易性,消除符号模糊性并得到过渡结构的混合模式转移矩阵.该算法要求的校准标准件类似于传统的单模式TRL算法,不需要非对称结构的反射标准件产生模式转换项.利用全波仿真方法得到了包含过渡结构的校准标准件和待测件的单模散射矩阵,并使用该算法对仿真数据进行处理,得到不包含过渡结构的待测件的混合模散射矩阵.将校准结果与不包含过渡结构的待测件的全波仿真结果进行比较,其一致性表明了该算法可有效地校准线性平衡器件.     

发动机流量测控设备校准系统设计与实现

为了验证发动机流量测控设备的准确性和可靠性,本文建立一套流量测控设备的校准系统,实现对发动机流量测控设备进行校准。完成了发动机流量测控设备校准系统的不确定度分析,设计了校准系统中的关键硬件系统,开发了校准系统软件系统,从而实现对发动机流量测控设备的自动控制和校准,该校准系统具有配置灵活和操作简单的特点。     

电学多功能现场自动测量／校准系统的设计与实现

设计了具有携带方便、测量快速、准确度高等特点的自动测试/校准系统,并进行了实验室和现场试验。实践证明,系统完全符合相关国军标的要求,保证了现场测试设备和其他通用设备量值传递的统一、准确可靠。同时该系统也适用于其他领域的电学测量。     

一种基于悬臂梁结构的动态推力测量方法

为实现星载微推进器性能评价中的动态推力测量,基于悬臂梁动力学模型,建立了测量系统的传递函数,分析了系统的输入输出特性,根据悬臂梁响应速度快（振动频率高）、动态分量在较小时间区间内接近等幅振荡（阻尼比小）以及高阶振动可视为基频振动噪声的特性,提出了求解稳态位移的末端均值法。该方法通过消除位移响应中的动态分量,得到了误差带较大时的稳态位移时变值,实现了动态推力测量。依据系统稳态位移与推力为线性关系、线性系数为系统增益值这一特性,提出了参数标定方法。搭建了试验平台,标定得到系统响应时间为156ms,通过对比扭摆系统测量结果,悬臂梁测量得到的冲击力与实际推力相对误差为4.064%,结合冲击力本身的测量误差1.383%,最终得到推力测量误差为4.293%。     

用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法

EMI测量接收机作为电磁兼容测试中的关键仪器应用越来越广泛，但目前该类仪器的脉冲响应校准所用的标准源完全依赖于进口，国内尚无可替代的标准脉冲信号产生器。介绍一种用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法，首先建立标准脉冲信号的参数模型并对其进行数值分析和仿真，验证其符合CISPR 16-1-1标准的要求，之后搭建实验系统，利用标准脉冲信号生成软件控制任意脉冲信号发生器输出标准脉冲信号并对其进行补偿修正，获得符合CISPR 16-1-1标准要求的标准脉冲信号，该信号可用于EMI测量接收机脉冲响应的校准。     

高精度细丝直径测量系统的不确定度

详尽分析了ＶＤＭ—Ｉ型高精度细丝直径测量系统中影响测量不确定度的各种因素，将其分为Ａ类和Ｂ类评定的不确定度分别讨论，最终将其合成，得到该系统的标准不确定度。     

混频器矢量表征测试方法研究

介绍了一种测量射频混频器的新方法。该方法利用反射测量,能给出准确的输入匹配、输出匹配以及变频损耗的幅度、相位和群时延响应,并适用于互易且镜频响应可以被滤除的混频器。首先,对该测量方法进行了分析,建立了单端口矢量误差模型。然后,对该模型的S参数矩阵进行了推导,给出了混频器特性参数计算公式。最后,用实验验证了该方法的正确性。     

光时域反射计校准及其测量不确定度分析

介绍了光通信网路中应用非常广泛的光纤时域反射计(OTDR)的基本工作原理,主要技术参数及其校准方法;在OTDR的诸多技术参数中只有位置/距离、损耗和中心波长具有计量溯源校准性质,目前对OTDR位置/距离、损耗/衰减的校准方法主要采用标准光纤法,中心波长的校准采用光谱仪直接测量。由于标准光纤法对OTDR的校准状况和实际应用状况相同,因此易于进行量值的传递和比对。文中详细阐述了标准光纤法校准OTDR的技术原理、测量标准设计和组成,给出了测量结果,并对测量结果进行了不确定度分析,该测量标准自建立以来,已为国内多家单位近千台的OTDR提供了校准服务,标准的建立已经获得了较好的经济效益和广泛社会意义。