Оцінювання невизначеності вимірювань під час калібрування аналізаторів потужності сигналів високих частот в коаксіальних трактах

Автор(и)

  • Сергій Шевкун Державне підприємство “Всеукраїнський державний науково-виробничий центр стандартизації, метрології, сертифікації та захисту прав споживачів” (ДП “Укрметртестстандарт”), вул. Метрологічна, 4, 03143, Київ, Ukraine
  • Марина Добролюбова Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, пр. Перемоги, 37, 03056, Київ, Ukraine
  • Євген Лапко Чабанівська селищна рада, вул. Машинобудівників, 4, 08162, смт Чабани, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24027/2306-7039.2.2022.263889

Ключові слова:

аналізатор потужності; вимірювач потужності; калібрування; невизначеність вимірювань; бюджет невизначеності; діапазон вимірювань

Анотація

Реалізація сучасних вимог до якості та стійкості радіозв’язку, в тому числі необхідної швидкості передавання даних в умовах індустріальних і атмосферних завад, неможлива без точних вимірювань потужності сигналів на виході передавальних пристроїв на ділянці передавач-антена. Такі вимірювання виконуються за допомогою аналізаторів потужності, які здійснюють вимірювання як падаючої, так і відбитої хвилі. Зазначені параметри дозволяють розраховувати коефіцієнт стоячої хвилі, що надає можливість забезпечити оптимальне узгодження передавача з антеною, необхідні енергетичні режими та коефіцієнт корисної дії передавача в цілому.

Для забезпечення точності та достовірності вимірювань аналізатори потужності потребують періодичного калібрування. Під час калібрування необхідно враховувати умови навколишнього середовища, в яких експлуатується аналізатор потужності, а також характеристики сигналу (вид модуляції, скважність, кодування тощо), для вимірювання потужності якого він призначений.

У роботі наведено основні результати досліджень щодо оцінки невизначеності при калібруванні аналізаторів прохідної потужності сигналів високих частот. Описано структурну схему та рівняння вимірювань, а також особливості розрахунку бюджету невизначеності при калібруванні. Розкрито основні принципи щодо отримання безперервних результатів калібрування в усьому діапазоні вимірювань за допомогою апроксимації з використанням поліному п’ятого та шостого порядку. Наведено приклад подання результатів калібрування у графічній формі.

Розкрито зміст кількісних та якісних показників поправок, які необхідно враховувати під час калібрування для досягнення найвищої точності вимірювань. Практичні результати досліджень доцільно використовувати при калібруванні вимірювачів прохідної потужності у багатьох галузях, пов`язаних із телекомунікаціями та передаванням радіосигналів.

Посилання

Bird Model 5000-EX Digital Power Meter. Available at: https://www.bing.com/search?q=bird+5000-ex+digital+power+meter&qs=%20SC&pq (accessed: 01.11.2021).

ISO/IEC GUIDE 98-3:2008. Uncertainty of measurement – Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995). JCGM 100:2008. 132 p.

5014 Series, Directional RF Power Sensor. Available at: https://birdrf.com/Products/Sensors/RF-Power-Sensors/RF-Power-Sensors/5014-Series-Directional-Power-Sensors.aspx (accessed: 30.05.2022).

HAMEG. System instrument 8100. RF-Synthesizer HM8134. Available at: https://docs.rs-online.com/a049/0900766b80030588.pdf (accessed: 06.11.2021).

R&S®NRP2 Power Meter. Available at: https://www.rohde-schwarz.com/uk/product/nrp2-productstartpage_63493-8475.html?change_c=true (accessed: 04.11.2021).

R&S®NRP Power Meter and R&S®NRP-Zxx Power Sensors Specifications. Available at: https://www.trs-rentelco.com/Specs-Manuals/R_S_NRP_Z81_Spec.pdf (accessed: 30.05.2022).

Attenuators and Matching Pads, Terminations. Available at: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.testequipmenthq.com/datasheets/Rohde-Schwarz-RBS1000-Datasheet.pdf&ved=2ahUKEwi_y7ntp_j3AhXG-ioKHb8XA-kQFnoECDYQAQ&usg=AOvVaw2WYbYaB_RSDT-AjaIaYHS6 (accessed: 30.05.2022).

EA-4/02 М:2013. Evaluation of the Uncertainty of Measurement in Calibration. 75 p.

Velychko O.M., Shevkun S.M., Lapko Ye.V. MKU 221-11/08-2015. Analizatory potuzhnosti: metodyka kalibruvannia [Power analyzers: calibration methodology]. Kyiv, NVI vymiriuvan elektromahnitnykh velychyn ta otsinky vidpovidnosti zasobiv vymiriuvalnoi tekhniky Publ., 2015. 16 p. (in Ukrainian).

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Номер

Розділ

Статті