射頻和微波功率放大器校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1678—20171射頻和微波功率放大器校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于頻率范圍10kHz~40GHz、最大輸出功率小于65.5dBm的射頻和微波功率放大器(以下簡稱為功率放大器)的校準(zhǔn)。2術(shù)語和定義2.1最大輸出功率maximaloutputpower功率放大器在線性放大區(qū)輸出的最大功率。2.2增益平坦度gainflatness在規(guī)定的工作頻帶內(nèi),用于描述功率放大器的增益起伏變化,通常用功率放大器的最大或最小增益對平均增益偏差的絕對值并冠以正、負(fù)號表示。2.31dB壓縮點輸出功率poweroutputat1dBcompression功率放大器進入非線性區(qū),其增益將隨輸入功率增加而下降,當(dāng)某一頻率的增益下降1dB時,此時的輸出功率為該頻率點的1dB壓縮點輸出功率。2.4三階交調(diào)third-orderintermodulation當(dāng)功率放大器加兩個互不產(chǎn)生增益壓縮且輸出功率相等的頻率為f1和f2的信號時,將會出現(xiàn)頻率為2f1-f2和2f2-f1的三階交調(diào)信號?；ㄐ盘栞敵龉β侍匦匝娱L線與三階交調(diào)特性延長線的交點,稱為三階交調(diào)。3概述功率放大器分為固態(tài)放大器和行波管放大器,功率放大器一般由激勵、推動、末級功放及輸出濾波器、自動功率控制、輸出保護電路等單元組成。4計量特性4.1頻率范圍10kHz~40GHz。4.2額定輸出功率小于65.5dBm。4.3最大輸出功率小于65.5dBm。4.4增益0dB~80dB。4.5增益平坦度2±(0.5dB~12dB)。4.61dB壓縮點輸出功率小于65.5dBm。4.7增益調(diào)整范圍0dB~80dB。4.8諧波失真-60dBc~+0dBc。4.9三階交調(diào)0dBm~75.5dBm。4.10雜散抑制-60dBc~-20dBc。4.11輸入電壓駐波比1~2.0。4.12噪聲系數(shù)3dB~15dB。5校準(zhǔn)條件5.1校準(zhǔn)環(huán)境條件a)環(huán)境溫度:(23±5)℃;b)相對濕度:≤80%;c)供電電源:電壓(220±11)V,頻率(50±1)Hz;d)其他:周圍無影響校準(zhǔn)正常工作的機械振動和電磁干擾。5.2校準(zhǔn)用設(shè)備5.2.1信號源Ⅰ、Ⅱ頻率范圍:10kHz~40GHz;輸出功率范圍:-110dBm~+14dBm;幅度穩(wěn)定度:優(yōu)于0.5%/10min;諧波失真:-65dBc~-30dBc。5.2.2標(biāo)準(zhǔn)功率計頻率范圍:10kHz~40GHz;功率量程:-30dBm~+44dBm;測量不確定度:0.21dB(k=2)。5.2.3監(jiān)視功率計頻率范圍:10kHz~40GHz;功率量程:-70dBm~+20dBm;5.2..21dB(k=2)。頻率范圍:10kHz~40GHz;3功率量程:+20dBm~+65.5dBm;5.2.度:0.1dB~0.4dB(k=2)。頻率范圍:10kHz~40GHz;額定功率:1W~3500W;衰減量:20dB~50dB;5.2.0.1dB~0.5dB(k=2)。頻率范圍:10kHz~40GHz;幅度范圍:-90dBm~+20dBm;幅度測量最大允許誤差:±(0.5dB~1.0dB)。5.2.7定向耦合器Ⅰ頻率范圍:10kHz~40GHz;耦合度:10dB~60dB;方向性:≥20dB。5.2.8定向耦合器Ⅱ頻率范圍:10kHz~40GHz;耦合度:10dB~60dB;方向性:≥20dB;額定功率:1W~3500W;耦合度測量不確定度:0.1dB~0.5dB(k=2)。5.2.9負(fù)載頻率范圍:10kHz~40GHz;額定功率:1W~3500W;輸入端口電壓駐波比:<1.30。5.2.10功分器頻率范圍:10kHz~40GHz;對稱性:≤0.5dB。5.2.11合路器頻率范圍:10kHz~40GHz;對稱性:≤0.5dB。5.2.12噪聲源頻率范圍:100kHz~40GHz;超噪比范圍:-4.5dB~+35dB;輸出端口電壓駐波比:<1.30。5.2.13噪聲系數(shù)分析儀頻率范圍:10kHz~40GHz;噪聲系數(shù)測量范圍:0dB~+35dB;JJF1678—20174最大允許誤差:±0.15dB;輸入端電壓駐波比:<1.5。5.2.14矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀:頻率范圍:10MHz~40GHz;測量電壓駐波比最大允許誤差:±5%。6校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法6.1校準(zhǔn)項目功率放大器校準(zhǔn)項目見表1。表1校準(zhǔn)項目序號校準(zhǔn)項目名稱條款1外觀及工作正常性檢查6.22額定輸出功率6.33增益6.44增益平坦度6.551dB壓縮點輸出功率6.66最大輸出功率6.77增益調(diào)整范圍6.88諧波失真及雜波抑制6.99三階交調(diào)6.1010噪聲系數(shù)6.1111輸入電壓駐波比6.126.2外觀及工作正常性檢查檢查被校功率放大器的各開關(guān)、按鍵等工作正常,不應(yīng)有影響電氣性能的機械損傷。被校功率放大器通電后應(yīng)正常工作;按其技術(shù)說明書規(guī)定時間預(yù)熱,預(yù)熱后應(yīng)工作正常;有自檢功能的,應(yīng)能通過自檢。所有測試儀器按其技術(shù)說明書規(guī)定時間預(yù)熱。6.3額定輸出功率6.3.1標(biāo)準(zhǔn)中功率計法a)按圖1連接儀器。圖1標(biāo)準(zhǔn)中功率計法校準(zhǔn)額定輸出功率校準(zhǔn)框圖JJF1678—20175-50dBm),幅度步進為0.1dB;被校功率放大器可變增益設(shè)置為100%。c)如果標(biāo)準(zhǔn)中功率計有頻率修正,需設(shè)置測量頻率。d)增加信號源的輸出幅度(應(yīng)不超過被校功率放大器最大允許輸入功率),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)中功率計的讀數(shù)Ps達到被校功率放大器的額定輸出功率Prated時,記錄Ps于附錄A表A.1中;如果信號源的輸出幅度已經(jīng)達到被校功率放大器的最大允許輸入功率時,而被校功率放大器輸出功率還無法達到其額定輸出功率,或被校功率放大器輸出功率進入飽和狀態(tài),則記錄此時標(biāo)準(zhǔn)中功率計的讀數(shù)Ps于附錄A表A.1中。e)減小信號源的輸出幅度至最小,按照被校功率放大器的工作頻率范圍,改變信號源的頻率。f)重復(fù)c)~e)步驟,直至被校功率放大器的終止頻率。6.3.2衰減器法a)按圖2連接儀器。圖2衰減器法校準(zhǔn)額定輸出功率校準(zhǔn)框圖b)設(shè)置信號源的頻率為被校功率放大器的起始頻率,輸出幅度為最小(通常為-50dBm),幅度步進為0.1dB;被校功率放大器可變增益設(shè)置為100%。c)在標(biāo)準(zhǔn)功率計上設(shè)置該頻率點的校準(zhǔn)因子或測量頻率。d)根據(jù)被校功率放大器的額定輸出功率Prated,按公式(1)計算出標(biāo)準(zhǔn)功率計的指示功率Ps式中:Ps=Prated-A(1)Ps—標(biāo)準(zhǔn)功率計的指示功率,dBm;Prated—被校功率放大器的額定輸出功率,dBm;A—衰減器的衰減量,dB。e)增加信號源的輸出幅度(應(yīng)不超過被校功率放大器最大允許輸入功率),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)達到Ps時,即為達到被校功率放大器的額定輸出功率Prated,記錄Prated于附錄A表A.1中;如果信號源的輸出幅度已經(jīng)達到被校功率功率放大器的最大允許輸入功率時,而被校功率放大器輸出功率還無法達到其額定輸出功率,或被校功率放大器輸出功率進入飽和狀態(tài),則記錄此時標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)Ps,按公式(2)計算被校功率放大器的額定輸出功率Prated,記錄于附錄A表A.1中。f)減小信號源的輸出幅度至最小P,rat率放大器的工作頻率范圍,改號源的頻率。g)重復(fù)c)~f)步驟,直至被校功率放大器的終止頻率。JJF1678—201766.3.3定向耦合器法a)按圖3連接校準(zhǔn)設(shè)備。圖3定向耦合器法校準(zhǔn)額定輸出功率校準(zhǔn)框圖b)設(shè)置信號源的頻率為被校功率放大器的起始頻率,輸出幅度為最小(通常為-50dBm),幅度步進為0.1dB,被校功率放大器可變增益設(shè)置為100%。c)在標(biāo)準(zhǔn)功率計上設(shè)置功率計的偏置(offset)值(其值為定向耦合器的耦合度,dB)、校準(zhǔn)因子或測量頻率。d)增加信號源的輸出幅度(應(yīng)不超過被校功率放大器最大允許輸入功率),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)Ps達到被校功率放大器的額定輸出功率Prated時,記錄Ps于附錄A表A.1中。如果信號源的輸出幅度已經(jīng)達到被校功率放大器的最大允許輸入功率,而被校功率放大器輸出功率還無法達到其額定輸出功率,或被校功率放大器輸出功率進入飽和狀態(tài),則記錄此時標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)Ps于附錄A表A.1中。e)減小信號源的輸出幅度至-50dBm,按照被校功率放大器的工作頻率范圍,改變信號源的頻率。f)重復(fù)c)~e)步驟,直至被校功率放大器的終止頻率。6.4增益a)按圖4(a)連接校準(zhǔn)設(shè)備。圖4增益校準(zhǔn)框圖7-50dBm),幅度步進為0.1dB,被校功率放大器可變增益設(shè)置為100%。c)在標(biāo)準(zhǔn)功率計上設(shè)置該頻率點的校準(zhǔn)因子或測量頻率。d)根據(jù)公式(3),計算出被校功率放大器額定輸出功率一半時的標(biāo)準(zhǔn)功率計的指示值Ps1。式中:Ps1—標(biāo)準(zhǔn)功率計指示值,dBm。式中:Ps1—標(biāo)準(zhǔn)功率計指示值,dBm。e)增加信號源的輸出幅度使標(biāo)準(zhǔn)功率計的指示值達到Ps1,或者設(shè)置被校功率放大器的輸入功率為某特定值,記錄標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)Ps1,記錄此時監(jiān)視功率計的功率指示值Pm;將信號源的輸出功率置OFF狀態(tài),將被校功率放大器(設(shè)置為STANDBY狀態(tài))和衰減器移出校準(zhǔn)系統(tǒng)。f)按圖4(b)連接校準(zhǔn)設(shè)備,將信號源的輸出功率置ON狀態(tài),調(diào)整信號源的輸出功率,使監(jiān)視功率計的讀數(shù)Pm不變,記錄標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)P's2。g)根據(jù)公式(4)計算被校功率放大器的增益G式中:G=Ps1+A-P's2(4)G—被校功率放大器的增益,dB;Ps1—被校功率放大器接入系統(tǒng)時,標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù),dBm;P's2—被校功率放大器和衰減器移出系統(tǒng)時,標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù),dBm;A—衰減器的衰減量,dB。h)將被校功率放大器的增益G記錄在附錄A表A.2中。i)減小信號源的輸出幅度至-50dBm,按照被校功率放大器的工作頻率范圍,改變信號源的頻率;j)重復(fù)c)~i)步驟,直至被校功率放大器的終止頻率。6.5增益平坦度a)根據(jù)6.4的校準(zhǔn)結(jié)果,記錄被校功率放大器工作頻帶內(nèi)的最大增益Gmax和最小增益Gmin。b)根據(jù)公式(5)計算被校功率放大器工作頻帶內(nèi)的增益平坦度ΔGΔG(5)式中:ΔG—增益平坦度,dB;Gma最大增益,dB;Gmin—最小增益,dB。c)將被校功率放大器的增益平坦度ΔG記錄在附錄A表A.3中。6.61dB壓縮點輸出功率a)按圖5連接儀器。8圖51dB壓縮點輸出功率校準(zhǔn)框圖b)設(shè)置信號源的頻率為被校功率放大器的起始頻率,輸出幅度為最小(通常為-50dBm),幅度步進為0.1dB,被校功率放大器可變增益設(shè)置為100%。c)在標(biāo)準(zhǔn)功率計上設(shè)置該頻率點的校準(zhǔn)因子或測量頻率。d)調(diào)整信號源的輸出幅度(應(yīng)不超過被校功率放大器最大允許輸入功率),直到被校功率放大器的增益減小1dB時,記錄標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)P's,按公式(6)計算被校功率放大器的1dB壓縮點輸出功率P1dB。式中:P1dB=P's+A(6)P1dB—1dB壓縮點輸出功率,dBm;P's—標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù),dBm。e)將被校功率放大器的1dB壓縮點的輸出功率記錄在附錄A表A.4中。f)減小信號源的輸出幅度至-50dBm,按照被校功率放大器的工作頻率范圍,改變信號源的頻率。g)重復(fù)c)~f)步驟,直至被校功率放大器的終止頻率。6.7最大輸出功率a)重復(fù)6.6中的a)~e),減少信號源的輸出幅度使得監(jiān)視功率計讀數(shù)減少1dB,此時標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)為Ps,被校功率放大器的最大輸出功率Pmax按公式(7)計算,記錄Pmax在附錄A表A.5中。b)減小信號源的輸出幅度至-5被校功率放大器的工作頻率范圍,(變信號源的頻率。c)重復(fù)a)~b)步驟,直至被校功率放大器的終止頻率。6.8增益調(diào)整范圍6.8.1功率計法a)按圖6連接儀器。圖6功率計增益調(diào)整范圍校準(zhǔn)框圖JJF1678—20179-50dBm),幅度步進為0.1dB。c)將被校功率放大器的可變增益設(shè)置為最小或0%。d)將標(biāo)準(zhǔn)功率計的偏置設(shè)置為:A(衰減器的衰減量,單位:dB),并在標(biāo)準(zhǔn)功率計中設(shè)置校準(zhǔn)因子(或設(shè)置功率計的測量頻率)。e)增加信號源的輸出幅度至標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)穩(wěn)定時,觀察監(jiān)視功率計的功率指示值Pm和標(biāo)準(zhǔn)功率計的功率指示值Ps,記錄此時標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)Ps。f)維持監(jiān)視功率計指示功率Pm不變,將被校功率放大器的可變增益設(shè)置為最大或100%,記錄此時標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù)P's。g)根據(jù)公式(8)計算被校功率放大器的增益調(diào)整范圍Gadj式中:Gadj=P's-Ps(8)Gadj—增益調(diào)整范圍,dB;P's—被校功率放大器的增益設(shè)置至最大值時,標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù),dBm。Ps—被校功率放大器的增益設(shè)置為最小或零時,標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù),dBm。h)將計算的結(jié)果記錄在附錄A表A.6中。i)減小信號源的輸出幅度至-50dBm,按照被校功率放大器的工作頻率范圍,改變信號源的頻率。j)重復(fù)c)~i)步驟,直至被校功率放大器的終止頻率,完成所要求頻點的增益調(diào)整范圍的校準(zhǔn)。6.8.2矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀法a)按圖7連接儀器。圖7矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀增益調(diào)整范圍校準(zhǔn)框圖b)設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出功率(注意,在設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出功率時,不得超過被校功率放大器達到額定輸出功率時的輸入功率)、頻率范圍。c)將被校功率放大器的可變增益設(shè)置為最小或0%,并對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進行S21直通校準(zhǔn)。d)將被校功率放大器的可變增益設(shè)置為最大或100%,在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀讀取各個頻率點的增益值記錄于附錄A表A.6中。6.9諧波失真及雜波抑制a)按圖8連接儀器。JJF1678—201710圖8諧波失真及雜波抑制校準(zhǔn)框圖b)設(shè)置信號源的頻率為被校功率放大器的起始頻率,輸出幅度為最小(通常為-50dBm),幅度步進為0.1dB,被校功率放大器可變增益設(shè)置為100%。c)根據(jù)被校功率放大器的工作頻率,設(shè)置頻譜分析儀的參考電平、中心頻率、跨度(SPAN)、分辨力帶寬等參數(shù)。d)調(diào)整信號源的輸出幅度,通過標(biāo)準(zhǔn)功率計監(jiān)視被校功率放大器的輸出功率,當(dāng)被校功率放大器輸出達到說明書所要求的額定功率時,在頻譜分析儀上分別讀取二次諧波、三次諧波與基波的幅度差,即為諧波失真。e)將被校功率放大器的諧波失真記錄在附錄A表A.7中。f)同時,改變頻譜分析儀的跨度(SPAN)、分辨力帶寬等參數(shù);在頻譜分析儀上讀取最大雜散譜與基波的幅度差,即為雜波抑制。g)將被校功率放大器的雜波抑制記錄在附錄A表A.7中。h)減小信號源的輸出幅度至-50dBm,按照被校功率放大器的工作頻率范圍,改變信號源的頻率。i)重復(fù)c)~h)步驟,完成所要求頻點的諧波失真及雜波抑制的校準(zhǔn)。6.10三階交調(diào)a)按圖9連接儀器。圖9三階交調(diào)校準(zhǔn)框圖b)根據(jù)被校功率放大器的工作頻率f0,分別設(shè)置信號源Ⅰ的頻率f1為f0+Δ,信號源Ⅱ的頻率f2為f0-Δ(通常Δ≤10MHz)。c)根據(jù)被檢功率放大器的工作頻率,設(shè)置頻譜分析儀參考電平、中心頻率、跨度(SPAN)、分辨帶寬等參數(shù)。d)分別打開信號源Ⅰ和信號源Ⅱ的輸出,調(diào)整信號源輸出功率(應(yīng)不超過被校功率放大器最大允許輸入功率),通過標(biāo)準(zhǔn)功率計測量被校功率放大器的輸出功率P0,使得被校功率放大器的輸出功率達到1dB壓縮輸出功率,此時可以同時在頻譜分析儀上看到基波信號和三階交調(diào)信號。JJF1678—201711e)在頻譜分析儀上測量基波信號f1和f2及三階交調(diào)信號(2f1-f2及2f2-f1)頻譜幅度,記錄此時頻譜分析儀中頻率f1和f2中較大的頻譜幅度P'0以及三階交調(diào)頻譜幅度Ps3。f)根據(jù)公式(9)計算被校功率放大器的三階交調(diào)IMD3=Ps3-P'0(9)式中:P'0—基波頻譜幅度,dBm;Ps3—三階交調(diào)頻譜幅度,dBm。g)將被校功率放大器的三階交調(diào)功率值記錄在附錄A表A.8中。h)減小信號源的輸出幅度至-50dBm。i)按照被校功率放大器的要求,改變信號源的頻率重復(fù)操作b)~h)步驟,完成所要求頻點的三階交調(diào)的校準(zhǔn)。6.11噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)的測量通常用于輸出功率30dBm以下的功率放大器的測試。a)按圖10連接儀器。圖10噪聲系數(shù)校準(zhǔn)框圖b)將噪聲系數(shù)分析儀初始復(fù)位;并將噪聲源的超噪比ENR輸入到噪聲系數(shù)分析儀中。c)依據(jù)被校功率放大器測量頻率選擇噪聲系數(shù)分析儀測量模式:當(dāng)頻率在噪聲系數(shù)分析儀頻率范圍內(nèi)時,噪聲系數(shù)分析儀選擇默認(rèn)模式,超出噪聲系數(shù)分析儀頻率范圍時,選擇頻率擴展模式并設(shè)置擴展模塊的本振頻率參數(shù)。d)在噪聲系數(shù)分析儀上設(shè)置校準(zhǔn)起始頻率、終止頻率、步長或測量頻點數(shù)。e)按噪聲系數(shù)分析儀校準(zhǔn)鍵執(zhí)行校準(zhǔn)。f)將噪聲源接入被校功率放大器的輸入端,被校功率放大器的輸出端接入到噪聲系數(shù)分析儀,執(zhí)行測量并記錄噪聲系數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果在附錄A表A.9中。g)被校功率放大器校準(zhǔn)量為等效噪聲溫度時,將噪聲系數(shù)分析儀測量量設(shè)置為等效噪聲溫度,記錄校準(zhǔn)結(jié)果在附錄A表A.9中。6.12輸入電壓駐波比a)按圖11連接儀器。12圖11輸入電壓駐波比校準(zhǔn)框圖b)根據(jù)被校功率放大器的頻率范圍設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量頻率點。c)設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出功率,應(yīng)不超過被校功率放大器最大允許輸入功率(或按被校功率放大器說明書的要求,設(shè)置輸入功率)。d)將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進行校準(zhǔn),校準(zhǔn)完成后按圖11連接儀器進行輸入電壓駐波比測量。e)在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上讀取測量值,將測量結(jié)果記錄在附錄A表A.10中。7校準(zhǔn)結(jié)果表達校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告應(yīng)至少包含以下信息:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準(zhǔn)的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識;g)進行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的說明;p)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。8復(fù)校時間間隔功率放大器的復(fù)校時間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定,推薦為1年。JJF1678—201713附錄A原始記錄格式表A.1額定輸出功率頻率fGHz輸入功率PdBm輸出功率PsdBm額定輸出功率PrateddBmU(k=2)表A.2增益頻率fGHz輸入功率PindBm功率Ps1dBm功率Ps2dBm增益GdBU(k=2)表A.3增益平坦度最大增益GmaxdB最小增益GmindB增益平坦度ΔGdBU(k=2)表A.41dB壓縮點輸出功率頻率fGHz輸入功率PindBm1dB壓縮點輸出功率P1dBdBmU(k=2)14表A.5最大輸出功率頻率fGHz輸入功率PindBm最大輸出功率PmaxdBmU(k=2)表A.6增益調(diào)整范圍頻率fGHz增益調(diào)整范圍GadjdBU(k=2)表A.7諧波失真及雜波抑制頻率fGHz二次諧波失真dBc三次諧波失真dBc雜波抑制dBcU(k=2)表A.8三階交調(diào)頻率fGHz三階交調(diào)dBmU(k=2)15表A.9噪聲系數(shù)頻率fGHz噪聲系數(shù)dBU(k=2)表A.10輸入電壓駐波比輸入端口電壓駐波比VSWRU(k=2)16附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式表B.1額定輸出功率頻率fGHz輸入功率PdBm輸出功率PsdBmU(k=2)表B.2增益頻率fGHz增益GdBU(k=2)表B.3增益平坦度頻率范圍增益平坦度ΔGdBU(k=2)表B.41dB壓縮點輸出功率頻率fGHz輸入功率PindBm1dB壓縮點輸出功率P1dBdBmU(k=2)表B.5最大輸出功率頻率fGHz輸入功率PindBm最大輸出功率PmaxdBmU(k=2)17表B.6增益調(diào)整范圍頻率fGHz增益調(diào)整范圍GadjdBU(k=2)表B.7諧波失真及雜波抑制頻率fGHz二次諧波失真dBc三次諧波失真dBc雜波抑制dBcU(k=2)表B.8三階交調(diào)頻率fGHz三階交調(diào)dBmU(k=2)表B.9噪聲系數(shù)頻率fGHz噪聲系數(shù)dBU(k=2)表B.10輸入電壓駐波比輸入端口電壓駐波比VSWRU(k=2)JJF1678—201718附錄C測量不確定度評定示例C.1中功率計法測量額定輸出功率測量不確定度評定C.1.1測量模型將標(biāo)準(zhǔn)中功率計接于放大器輸出端,記錄下標(biāo)準(zhǔn)中功率計的讀數(shù)Ps,就可以得出被校功率放大器的輸出功率。Prated=Ps(C.1)式中:Prated—被校功率放大器的輸出功率電平,W;Ps—標(biāo)準(zhǔn)中功率計的功率讀數(shù),W。考慮到校準(zhǔn)測試中失配、重復(fù)性引入的不確定度分量u(M)、u(D)獨立不相關(guān),可以得到被校功率放大器輸出功率電平的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(Prated)=[u(Ps)]2+[u(M)]2+[u(D)]2(C.2)C.1.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定被校功率放大器額定輸出功率的測量結(jié)果不確定度評定選擇頻率為2GHz,功率電平為100W。C.1.2.1標(biāo)準(zhǔn)中功率計功率讀數(shù)引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Ps)標(biāo)準(zhǔn)中功率計功率讀數(shù)的最大允許誤差為±2.0%,由此引入的不確定度分量按B類方法進行評定,其測量結(jié)果服從均勻分布,包含因子k=3,則u(Ps)=1.2%C.1.2.2失配引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(M)失配引入的最大誤差限為2|Γu‖ΓS|,其中,|ΓS|=0.13,|Γu|=0.13。按B類方法評定,M的可能值服從反正弦分布,包含因子k(M)=2,其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(M)為u2(M)2|ΓG‖ΓS|=2.4%C.1.2.3測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(D)測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量按A類評定,其引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為 u(D)=sn(x)=(i-1)2=0.5%C.1.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度JJF1678—201719由于各不確定度分量獨立不相關(guān),根據(jù)不確定度傳播律,由于各不確定度分量獨立不相關(guān),根據(jù)不確定度傳播律,被校功率放大器輸出功率電平P的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可表示為C.2.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定不確定度分量來源評定方法分布k值相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)u(Ps)功率讀數(shù)B類均勻 31.2%1u(M)失配B類反正弦 32.4%1u(D)重復(fù)性A類0.5%則相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.1.4擴展不確定度uc(Prated)=[u(Ps)]2+[u(M)]2+[u(D)]2C.1.4擴展不確定度取包含因子k=2,則擴展不確定度為:C.2衰減器法測量額定輸度評23dB)C.2.1測量模型A'=10A/10Prated=A+PsA'=10A/10式中:Ps—標(biāo)準(zhǔn)功率測量值,dBm;A—衰減器的衰減量,dB;A'—倍數(shù)表示的衰減器的衰減量。額定輸出功率可表示為Prated=A'·Ps(mW)(C.3)(C.4)(C.5)uc(Prated)=u'cted)=2+2+u2(M)+u2(D)式中:u(A')—輸入量A的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;u(Ps)—輸入量Ps的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;u(M)—失配引入的相對不確定度分量;u(D)—測量重復(fù)性引入的相對不確定度分量式中:u(A')—輸入量A的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;u(Ps)—輸入量Ps的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;u(M)—失配引入的相對不確定度分量;u(D)—測量重復(fù)性引入的相對不確定度分量;c1、c2—分別為輸入量A、Ps的靈敏系數(shù),均為1。uc(Prated)=[u(A')]2+[u(Ps)]2+u2(M)+u2(D)(C.7)JJF1678—201720被校功率放大器額定輸出功率的測量結(jié)果不確定度評定選擇頻率為2GHz,功率電平為100W。C.2.2.1衰減器衰減量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(A')a)衰減器的衰減量射頻定標(biāo)不準(zhǔn)引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量衰減器衰減量由衰減標(biāo)準(zhǔn)裝置定標(biāo),測量不確定度為U1(A')=1.4%。由此引入的不確定度分量按B類方法進行評定,包含因子k=2。因此,此項相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u1(A')=0.7%b)功率電平對衰減器衰減量的影響引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量衰減器衰減量的功率系數(shù)為0.0012dB/W,由此引入的不確定度分量按B類方法標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為進行評定,其取值服從均勻分布,包含因子k=3。功率電平為100W時,此項相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u2(A')=1.7%c)溫度對衰減器衰減量的影響引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量衰減器衰減量的溫度系數(shù)為0.0004dB/(dB·℃),由此引入的不確定度分量按B減量20dB時,此項相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為類方法進行評定,其取值服從均勻分布,包含因子k=3。衰減器溫度變化減量20dB時,此項相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u3(A')=1.1%各測量不確定度分量不相關(guān),因此,衰減器衰減量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.2.2.2標(biāo)準(zhǔn)功率計引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Ps)u(A')=u12(A')+u22(A')C.2.2.2標(biāo)準(zhǔn)功率計引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Ps)技術(shù)說明書給出的直流替代功率準(zhǔn)確度為±0.5%,因此,其相對擴展不確定度為0.5%。由此引入的不確定度分量按B類方法進行評定,其測量結(jié)果服從均勻分布,包含因子k=3,則u含因子k=3,則C.2.2.3失配引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(M)校準(zhǔn)系統(tǒng)中插入衰減器引入的失配因子為M=|1-S22ΓS|2|1-ΓG(S11+ΓS)|2由此引入的最大誤差限為2(|S22‖ΓS|+|ΓG‖S11|+|ΓG‖ΓS|),在2GHz,|S22|=0.03,|SM=|1-S22ΓS|2|1-ΓG(S11+ΓS)|2u(M)為評定,M的可能值服從反正弦分布,包含因子k(M)=2,其相對標(biāo)準(zhǔn)不確u(M)為u(M)2(|S22‖ΓS|+|ΓG‖S11|+|ΓG‖ΓS|)=1.8%JJF1678—201721C.2.2.4測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(D)測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量按A類評定,2GHz時其引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為 u(D)=sn(x)=(i-1)2=0.2%C.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表C.2不確定度分量一覽表不確定度分量來源評定方法分布k值相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)u(A')衰減量B類均勻 32.2%1u(Ps)標(biāo)準(zhǔn)功率計直流替代功率B類均勻 30.29%1u(M)失配B類反正弦 21.8%1u(D)重復(fù)性A類0.2%則相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.2.4[u(A')]2+[u(Ps)]2+u2(M)+u2(D)=2.9%取包含因子k=2,則擴展不確定度為C.3增益測量不確定度評(Prated)=5.8%(0.25dB)C.3.1測量模型被校功率放大器的增益為G=Ps1+A-P'G=Ps1+A-P's2=A+(Ps1-P's2)=A+R12(C.8)G—被校功率放大器的增益,dB;Ps1—被校功率放大器接入系統(tǒng)時,標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù),dBm;P's2—被校功率放大器和衰減器移出系統(tǒng)時,標(biāo)準(zhǔn)功率計的讀數(shù),dBm;R12—被校功率放大器接入系統(tǒng)和移出時,標(biāo)準(zhǔn)功率計比值,dB。功率放大器的增益線性可表示為G'=A'·R'(C.9)由于各不確定度分量獨立不相關(guān),根據(jù)不確定度傳播律,G'=A'·R'(C.9)uc(G')=2+2+u2(M)+u2(D)=[c1u(A')]2+[c2u(R'12)]2+u2(M)+u2(D)(C.10)JJF1678—201722式中:u(A')—輸入量A'的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;u(R')—輸入量R'的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度;c1、c2—分別為輸入量A'、R'的靈敏系數(shù),均為1。被校功率放大器增益的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(C.11)C.3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定uc(G')=[u(A')]2+[u(R'12)]2+u2(M)+u2(C.11)C.3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定被校功率放大器增益的測量結(jié)果不確定度評定選擇頻率為2GHz,功率電平為C.3.2.1衰減器衰減量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(A')衰減器衰減量引入的測量不確定度分為三項:衰減量定標(biāo)、功率系數(shù)、溫度系數(shù)。此項相對標(biāo)準(zhǔn)不確度為C.3.2.2標(biāo)準(zhǔn)小功率計功率比值R不確定度分量u(R')標(biāo)準(zhǔn)小功率計功率比值R由功率計線性和分辨力決定,由于其校準(zhǔn)時工作在線性區(qū),因此,其相對擴展不確定度為0.5%。由此引入的不確定度分量按B類方法進行評u(R')=0.29%C.3.2.3失配引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(M)a)校準(zhǔn)系統(tǒng)中插入衰減器引入的失配因子為u(R')=0.29%C.3.2.3失配引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(M)a)校準(zhǔn)系統(tǒng)中插入衰減器引入的失配因子為M=|1-S22ΓS|2|1-Γu(S11+ΓS)|2由此引入的最大誤差限為2(|S22‖ΓS|+|Γu‖S11|+|Γu‖ΓS|),在2GHz,|S22|=0.03,M=|1-S22ΓS|2|1-Γu(S11+ΓS)|2的可能值服從反正弦分布,包含因子k(M)=2,其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(M)2(|S22‖ΓS|+|Γu‖S11|+|Γu‖ΓS|)=1.8%b)標(biāo)準(zhǔn)功率計與等效信號源之間的失配引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度由此引入的最大誤差限為2|ΓG‖ΓS|,2GHz時,|ΓS|=0.03,|ΓG|=0.05,確定度u2(M)