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网络分析仪测量不确定度分析
1 引言
为了表述微波元器件电路特征，通常采取矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer, VNA）测试高频器件、电路及系统性能参数，它是现在微波领域使用最广泛测量仪器。微波矢量网络分析仪能够对滤波器、放大器、隔离器、天线、电缆等微波毫米波器件进行测试测量，在科研及生产过程中含有很关键作用。
2 不确定度简析
伴随通信技术深入发展，大家对矢量网络分析仪测量结果正确性要求越来越高，所以，需要正确描述矢量网络分析仪测试精度。在矢量网络分析仪实际应用中，测量装置各部件特征非理想性、校准件特征非理想性、测试端口连接、电缆弯曲不一致性等原因全部会造成测量结果出现误差。怎样计算矢量网络分析仪测量不确定度从而评价矢量网络分析仪性能和测量结果质量是值得研究一个课题。在矢量网络分析仪中，不确定度关键表现为进行校准后测量被测器件时造成传输测量值和反射测量值幅度不确定性和相位不确定性。
影响不确定度原因有很多，经过对矢量网络分析仪组成和测量原理进行分析，将其测量不确定度关键归纳为以下两大类：
和随机误差相关不确定度包含：
1）有效系统数据温度漂移造成不确定度；
2）随机噪声造成不确定度；
3）电缆弯曲程度改变造成不确定度；
4）反复性误差造成不确定度；
5）网络分析仪非线性特征造成不确定度。
和系统误差相关不确定度包含：
1）校准后剩下方向性造成不确定度；
2）校准后剩下负载匹配造成不确定度；
3）校准后源失配配造成不确定度；
4）整机串扰造成测量不确定度。
值得指出是，随机误差是不可估计，无法经过校准消除，不过能够采取分级衰减器、缩小中频带宽、数次测量取平均值等方法使其减小。
3 不确定度组成原因
下面具体分析整机不确定度组成：
影响系统不确定度原因关键包含：
1）剩下系统误差。关键包含定向耦合器方向性误差、等效负载匹配误差、等效源匹配误差、整机串扰误差等。利用矢量网络分析仪进行散射参数校按时，因为实际校准件并非完全理想，肯定会造成剩下响应误差，从而造成测量值偏离其真值，将对散射参数测量结果引入不确定度。
2）非线性系统误差。在对不一样器件电路测试中，接收机会工作于高电平状态或低电平状态。当测试大功率信号时，接收机处于高电平状态，此时，接收机非线性行为肯定会造成非线性系统误差，进而对测量结果引入不确定度。上述两项误差除了直接造成测量结果不确定性之外，还决定着其它多种单项不确定度在系统中传输关系。
和测量不确定度亲密相关随机性原因关键包含：
3）接收机基底噪声。即使可经过采取较窄中频带宽、数次测量平均处理、增大信号功率等手段能够使其影响减弱，但终究无法根本消除，所以必将造成散射参数测量值不确定度。
4）接头反复性和线缆稳定性。当每次连接矢量网络分析仪和待测件时，扭力扳手不妥使用和接头磨损等原因全部将造成连接不一致性，从而对测量结果引入了不确定度。类似地，每次连接时线缆弯曲程度也将影响测量结果，反应在传输系数不确定度。因为这两种原因关键由人为操作偏差造成，所以归为一类。
5）信号源和接收机不稳定性。信号源输出总会存在一定不稳定性，反应在输出信号幅度、相位随机起伏，一样会引发散射参数测量值不确定度。
通常而言，工作环境（如温度）改变也会引发测量结果起伏，这类误差和非线