均衡器是具有復雜微波結構的器件,在實際調試中,我們采用網絡分析儀對參數進行測量,而用網絡分析儀進行測量時會帶來一定的誤差。這些誤差有些是儀表本身的準確度等級所允許的最大絕對誤差,有些是調整或使用不當帶來的測量誤差,有些是測量的環境誤差。只要正確分析測量誤差產生的原因,掌握正確的測量技術和調試方法,就可以減小測量誤差,提高測量數據的精度。
為了很好地分析誤差來源及形成的原因,首先需要明確均衡器的特性要求,工程中,作為均衡器調試結果的主要參數為:均衡器同軸諧振腔的腔長Lc;金屬探針插入主傳輸線的深度Ls;衰減材料插入諧振腔的深度La。這3個主要參數對均衡器衰減頻率特性曲線的影響是不同的,諧振腔的諧振頻率主要由探針插入深度Ls與腔長Lc的變化來調節,調整微調螺釘也會使諧振頻率有微小的改變,可以實現對諧振頻率的微調,另外,改變吸收材料的插入深度La,可以改變諧振腔的品質因數,從而改變吸收式同軸諧振腔的衰減曲線的陡峭程度。
利用微擾理論和耦合理論可定性分析出當探針插入深度Ls增大時,諧振頻率減小,耦合增強,S21參數幅值減小;當吸收材料插入深度La增大時,諧振頻率減小,S21參數幅值增大。同理也可分析得到諧振頻率隨腔長Lc的增大而減小。上述3個物理參數對均衡器特性參數的影響程度不同,單個物理參數的變化對均衡器特性參數的影響較好把握,但它們相互作用的結果給均衡器的工程調試和后期測量數據的優化處理帶來了一定的困難。
計算機輔助誤差處理工程中,利用網絡分析儀對均衡器特性參數進行測量,以形成S參數測量數據庫。這些數據是帶有隨機誤差的近似數據,需要對這些觀測數據進行誤差分析和處理以滿足特性優化的要求。
在通過正確的設置、細心的操作減小人為誤差的同時,利用網絡參數互易性和幺正性以進一步減小誤差。因為網絡參數的互易性和幺正性是無耗二端口網絡所具備的主要特性,所以從理論出發要求測量數據庫中的數據滿足這兩條特性,但由于測量數庫中包含十幾萬條數據,人為處理既繁瑣又容易產生誤差,所以就需要利用計算機對測量數據庫進行輔助誤差循環處理以形成較完善、實用的數據庫。
對數據庫中的數據進行后期優化時,往往需要對數據采用插值方法進行處理以滿足均衡器測量數據庫數據無縫化的要求,在工程中,我們采用距離倒數權值插值方法對數據庫進行優化處理,該算法是在對多維空間歸一化的基礎上,根據選取的已知插值點和待求點間距離的倒數,對選取的已知插值點的相應函數值進行加權求和而得到待求點的函數值。利用該算法對測量數據庫中的數據進行插值驗證,插值結果表明該算法一定程度上能夠滿足誤差精度的要求。
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