[发明专利]基于MCM的噪声参数测量不确定度评定方法

摘要

本发明公开了一种基于MCM的噪声参数测量不确定度评定方法，属于测试计量领域。本发明以等效噪声参数方程作为噪声参数测量不确定度评定的测量模型，并利用从测量平台测得的物理量求解函数方程，得到反映等效噪声参数分布情况的数据，并从等效噪声参数导出噪声参数及其分布，最后得到噪声参数测量的不确定度。该方法有效的结合了数学随机仿真、物理测量边界判据和最小二乘法优化判据，使得噪声参数不确定度评定更加有效、真实、可靠；该方法符合国际标准，仿真方式灵活，可应用的测量系统种类多，普适性高。

主权项

1.一种基于MCM的噪声参数测量不确定度评定方法，其特征在于包括以下步骤：A、构建噪声参数测量平台：所述测量平台包括噪声源、矢量网络分析仪、噪声系数分析仪、阻抗调配器、输入端直流偏置网络、输出端直流偏置网络和被测件；所述噪声源的输出依次经由输入端直流偏置网络、阻抗调配器、被测件和输出端直流偏置网络后与噪声系数分析仪的相应输入端相连接；所述矢量网络分析仪处于噪声源和噪声系数分析仪之间；在所述矢量网络分析仪、噪声源与输入端直流偏置网络的连接节点处设有第一控制开关，在所述输出端直流偏置网络、矢量网络分析仪与噪声系数分析仪的连接节点处设有第二控制开关；B、建立噪声参数测量不确定度评定的测量模型：噪声参数方程经过数学换元法，建立如下函数方程作为噪声参数测量不确定度评定的测量模型：，其中：，，，k为波尔兹曼常数，为1.38×10^-23，单位为J/K,B为噪声系数分析仪接收机的噪声带宽，单位为Hz，Z₀是微波网络特征阻抗,为50Ω；将上述函数方程称为等效噪声参数方程，W₁、W₂、W₁₂称为等效噪声参数；将可从噪声参数测量平台直接测得的参数的称为直接输入量；将从被测件输入端看向源端的反射系数、从被测件输出端看向源端的反射系数、被测件输入端的噪声功率和被测件输出端的噪声功率称为间接输入量；C、得到直接输入量的期望值和标准偏差：将从矢量网络分析仪和噪声系数分析仪中直接测量得到的、与上述第B步中所述间接输入量相关的直接输入量的测量结果作为各直接输入量的期望值，然后再利用GUM法得到其对应的标准偏差；D、得到间接输入量的期望值和标准偏差：基于从上述第C步中得到的各直接输入量期望值和标准偏差利用MCM法得到间接输入量，，和的期望值和标准偏差；E、生成上述第B步中等效噪声参数方程所需的直接输入量和间接输入量：利用上述第C步中得到的直接输入量中的S参数、和第D步中得到的间接输入量，，和的标准偏差和期望值，通过MCM法生成相对应的直接输入量、和间接输入量，，和的随机数值，这些随机数值代表直接输入量和间接输入量的分布情况；F、利用最小二乘法求解上述第B步中等效噪声参数方程：利用上述第E步得到的其中一组相对应的直接输入量、和间接输入量，，和的随机数值，组建第B步中的等效噪声参数方程，采用最小二乘法求解该方程，得到一组等效噪声参数W₁、W₂、W₁₂的仿真结果；重复本步骤，得到与能反映等效噪声参数W₁、W₂、W₁₂分布情况的一组以上的仿真结果；G、对等效噪声参数的仿真结果进行物理边界判定：对上述第F步中得到的等效噪声参数W₁、W₂、W₁₂的仿真结果制定物理边界，保留仿真结果中符合实际物理意义的结果；具体物理边界条件为：W₁、W₂均为正值；H、整理等效噪声参数，得到噪声参数及其测量不确定度：利用上述第G步中得到的反映等效噪声参数分布情况的仿真结果，采用MCM法得到能反映各噪声参数F_min、R_n和Γ_OPT分布情况的相应的数据结果，根据这些数据结果，选择合适的包含因子，计算各噪声参数测量不确定度；噪声参数F_min、R_n和Γ_OPT与等效噪声参数W₁、W₂、W₁₂之间的关系为：，，，其中。