JJF1887—20201射頻與微波功率傳感器校準規范1范圍本規范適用于頻率范圍為9kHz~75GHz、電平范圍包含0dBm~10dBm的射頻與微波功率傳感器的校準。工作電平小于0dBm的功率傳感器可參考本規范進行校準。2概述射頻和微波功率傳感器(以下簡稱功率傳感器)配接功率指示器組成的功率計是通信、廣播、電視、雷達、宇航、國防軍工等技術領域不可缺少的功率測量儀器。功率傳感器由接頭、功率敏感部件、直流或低頻電路等部分組成。功率傳感器有多種類型,按工作原理可以分為熱敏電阻功率傳感器、熱偶功率傳感器和二極管功率傳感器等;按接頭型式可以分為同軸和波導型功率傳感器。3計量特性3.1頻率范圍:9kHz~75GHz。3.2電平范圍:0dBm~10dBm。于30%,校準因子相對不確定度為0.7%~10%,(k=2)。<1.3(頻率范圍:9kHz~18GHz);<1.4(頻率范圍:18GHz~26.5GHz);<1.6(頻率范圍:26.5GHz~40GHz);<1.8(頻率范圍:40GHz~50GHz);<1.9(頻率范圍:50GHz~75GHz)。注:以上技術指標不作合格性判別,僅提供參考。4校準條件4.1環境條件環境溫度:(23±5)℃,校準過程中溫度波動不超過1℃;相對濕度:20%~80%;電源電壓及頻率:(220±11)V,(50±1)Hz;其他:周圍無影響校準系統正常工作的機械振動和電磁場干擾。4.2校準用設備4.2.1標準功率計(2臺)頻率范圍:9kHz~75GHz;功率測量范圍:-20dBm~+10dBm;校準因子相對不確定度:0.5%~4.0%(k=2)。JJF1887—202024.2.2功率指示器頻率范圍:9kHz~75GHz;功率測量范圍:-20dBm~+10dBm;4.2.0.5%(k=2)。頻率范圍:9kHz~75GHz,最大允許誤差:±1×10-5;輸出電平范圍:0dBm~10dBm,幅度穩定度:優于0.02dB/10min;諧波抑制:<-25dBc。4.2.4功率傳遞標準頻率范圍:9kHz~75GHz;功率測量范圍:0.5mW~10mW;校準因子Kcs不確定度:0.5%~4.0%(k=2);輸出端口等效源電壓駐波比:<1.65。4.2.5兩電阻功分器頻率范圍:10MHz~75GHz;端口對稱性:<0.4dB。4.2.6定向耦合器頻率范圍:10MHz~75GHz;方向性:>20dB;輸出端電壓駐波比:<1.65。4.2.7矢量網絡分析儀頻率范圍:9kHz~75GHz;反射系數模值測量不確定度:0.005~0.02(k=2);反射系數相位測量不確定度:0.5°+2arcsin(urel)(k=2)。式中urel為反射系數線性模值的相對標準不確定度。4.2.810dB固定衰減器頻率范圍:10MHz~75GHz;端口駐波比:<1.65。5校準項目和校準方法5.1校準項目校準項目見表1。表1校準項目列表序號校準項目類型條款1外觀及工作正常性檢查功能檢查5.22校準因子量值校準5.33反射系數量值校準5.4JJF1887—202035.2外觀及工作正常性檢查a)被校功率傳感器應外觀完好,端口無明顯松動,內外表面均應清潔無污物、無明顯損傷。b)被校功率傳感器和與之配合使用的指示器(或安裝有相應軟件的計算機)連接后,應能正常工作。c)校準所用標準器和被校功率傳感器應按照技術說明書要求完成預熱并運行自校準和清零等操作。d)將檢查結果記錄于附錄A表A.1中。5.3校準因子5.3.1交替比較法圖1交替比較法校準框圖Гs—標準功率計反射系數;Гg—信號源反射系數;Гu—被測功率傳感器反射系數a)按圖1連接儀器,根據所需校準頻率范圍下限設置信號源頻率;b)將標準功率計連接到測試端面,開啟信號源輸出,調節輸出電平使得標準功率計讀數接近所需要的校準功率值,通常為1mW;c)等待標準功率計讀數穩定后,記錄其指示值Pbs于附錄A表A.2中相應位置;d)連接被校功率傳感器至測試端面,等待功率指示器讀數穩定后,記錄其指示值Pbu于附錄A表A.2中相應位置,關閉信號源輸出;e)根據被校功率傳感器的工作頻率范圍、實際需要和標準功率計具有校準因子的頻點選擇新的校準頻率,重復步驟b)~d),直至完成全部所需頻率的校準,然后根據附錄A表A.2按照式(1)計算被校功率傳感器的校準因子。(1)Ku=Ks(1)式中:Ku—被校功率傳感器的校準因子;Ks—標準功率計的校準因子;Pbu—功率指示器示值,mW;Pbs—標準功率計示值,mW;M—失配因子。4注:1如果標準功率計處于頻率修正模式,式(1)中Ks取值為1,否則取其實際值代入計算。2采用交替比較法無法準確獲得M,用式(1)計算校準因子時可令M=1,由此引入的誤差將在不確定度評定時予以考慮。5.3.2傳遞標準法a)按圖2連接儀器,根據被校功率傳感器頻率范圍下限設置信號源頻率,開啟其輸出;圖2傳遞標準法校準框圖b)調節輸出電平使得功率指示器讀數接近所需要的校準功率值,通常為1mW;c)等待標準功率計和功率指示器讀數穩定后,記錄標準功率計示值Pcs和功率指示器示值Pbu于附錄A表A.3中相應位置;d)根據被校功率傳感器的工作頻率范圍、實際需要和傳遞標準具有校準因子的頻點選擇新的校準頻率,重復步驟b)~c),直至完成全部所需頻率的校準,關閉信號源輸出,然后根據附錄A表A.3按照式(2)計算被校功率傳感器的校準因子。Ku=KcMu(2)式中:Ku—被校功率傳感器的校準因子;Kc—傳遞標準的校準因子;Pbu—功率指示器示值,mW;Pcs—標準功率計示值,mW;Mu—失配因子。注:采用傳遞標準法無法準確獲得Mu,用式(2)計算校準因子時可令Mu=1,由此引入的誤差將在不確定度評定時予以考慮。5.3.3直接比較法a)按圖3連接儀器,根據被校功率傳感器工作頻率范圍下限設置信號源頻率;5圖3直接比較法校準框圖b)將標準功率計1連接到測試端面,開啟信號源輸出,調節輸出電平使得標準功率計1讀數接近所需的校準功率值,通常為1mW;c)等待標準功率計1及標準功率計2讀數穩定后,記錄其指示值Pbs、Pcs于附錄A表A.4中相應位置;d)連接被校功率傳感器至測試端面,等待功率指示器及標準功率計2讀數穩定后,記錄其指示值Pbu、Pcu于附錄A表A.5中相應位置;e)根據被校功率傳感器的工作頻率范圍、實際需要和標準功率計1具有校準因子的頻點選擇新的校準頻率,重復步驟b)~d),直至完成全部所需頻率的校準,關閉信號源輸出,然后根據附錄A表A.4、A.5按照式(3)計算被校功率傳感器的校準因子。Ku=KsM(3)式中:Ku—被校功率傳感器校準因子;Ks—標準功率計1的校準因子;Pcs—連接標準功率計1時標準功率計2的示值,mW;Pbs—標準功率計1示值,mW;Pcu—連接被校功率傳感器時標準功率計2的示值,mW;Pbu—功率指示器示值,mW;1-ΓGeΓu21-ΓΓ2GesM—失配因子,1-ΓGeΓu21-ΓΓ2GesГGe—插入的三端口器件等效源反射系數;Гu—被校功率傳感器反射系數;Гs—標準功率計1的反射系數。5.4反射系數a)按說明書要求對矢量網絡分析儀進行通電預熱;b)設置矢量網絡分析儀測量參數為S11,對矢量網絡分析儀進行單端口校準;c)設置矢量網絡分析儀的中頻帶寬為適當值(通常為100Hz),在被校功率傳感JJF1887—20206器的工作頻率范圍內選擇矢量網絡分析儀的測試頻率和測量點數;所選校準頻點應與被校功率傳感器校準因子的校準頻點相同;d)按圖4所示連接被校功率傳感器于測試端口,設置數據格式為反射系數模值加相角,讀取反射系數的數據,將所得結果記錄在附錄A表A.6中的相應位置。圖4反射系數的校準框圖注:校準熱敏電阻型功率傳感器的反射系數時,必須將其與配接的功率指示器連接并處于正常工作狀態,其他功率傳感器一般無需連接功率指示器。6校準結果表達功率傳感器校準后,出具校準證書。校準證書至少應包含以下信息:a)標題:“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數的標識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;g)進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收日期;h)如果與校準結果的有效性和應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)校準所依據的技術規范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環境的描述;l)校準結果及其測量不確定度的說明;m)對校準規范的偏離的說明;n)校準證書簽發人的簽名、職務或等效標識;o)校準結果僅對被校對象有效的說明;p)未經實驗室書面批準,不得部分復制證書的聲明。7復校時間間隔復校時間間隔由用戶根據使用情況自行確定,推薦為1年。JJF1887—20207附錄A原始記錄格式表A.1外觀及工作正常性檢查檢查項目檢查結果外觀檢查工作正常性檢查表A.2校準因子校準記錄表(交替比較法)頻率MHzKsPbs:標準功率計示值/mWPbu:功率指示器示值/mWKuk95U(Ku)失配嚴重時,表A.2中k95使用蒙特卡洛方法(MCM)計算獲得;如果失配引入的標準不確定度分量與其他不確定度分量量值接近,可以認為擴展不確定度接近正態分布,直接取包含因子為2,下同。表A.3校準因子校準記錄表(傳遞標準法)頻率MHzKcPcs:標準功率計示值/mWPbu:功率指示器示值/mWKuk95U(Ku)8表A.4校準因子校準記錄表(直接比較法—連接標準功率傳感器)頻率/MHzPbs:標準功率計1示值/mWPcs:標準功率計2示值/mW表A.5校準因子校準記錄表(直接比較法—連接被校功率傳感器)頻率MHzKsPbu:功率指示器示值Pcu:標準功率計2示值KuU(Ku)按式(3)計算Ku時,式中M取自表A.6,計算擴展不確定度時取包含因子k=2。表A.6反射系數校準記錄表頻率MHzГGeГsГuM失配因子u(M)M的標準不確定度模值相角模值相角模值相角9表A.6(續)頻率MHzΓGeΓsΓuM失配因子u(M)M的標準不確定度模值相角模值相角模值相角表A.6中,ΓGe、Γs、Γu分別為源、標準功率計及被校功率傳感器的反射系數,失配因子M及其標準不確定度u(M)使用MCM計算獲得。10附錄B校準證書內頁格式表B.1校準因子頻率/MHz校準因子標稱值校準因子測量值相對擴展不確定度U(k=2)表B.2反射系數頻率/MHz反射系數模值測量值不確定度U(k=2)JJF1887—202011附錄C主要項目校準不確定度評定示例校準因子是以數個因子乘積的形式給出的,在各因子的相對標準不確定度已知的情況下,校準因子相對標準不確定度計算公式的形式比較簡單。設已知校準因子Ku的表準差為s,合成后Ku的相對標準不確定度uc(Ku)由下式計算:達式為Ku=x1x2…xN,準差為s,合成后Ku的相對標準不確定度uc(Ku)由下式計算:uc(Ku)=s2+u2(xi)本規范后面涉及校準因子不確定度計算時給出的計算結果均為相對不確定度。C.1對失配引入的不確定度的評定失配誤差是微波功率測量過程中特有的一個不確定度來源,下面分兩種情況介紹其評定方法。C.1.1已知源反射系數的模值多數情況下僅能獲得源反射系數模值,無法計算失配因子,失配引入的不確定度按照最壞相位組合情況考慮,即取其極限誤差值作為失配引入的擴展不確定度。C.1.2已知源反射系數的模值及相角已知源反射系數的模值和相角就可以計算失配因子,失配因子的不確定度可以通過蒙特卡洛算法(MCM)進行評定。C.2交替比較法C.2.1測量模型1-ΓgΓu21-ΓΓs2gKu=Ks1-ΓgΓu21-ΓΓs2g式中:Ms—標準功率計失配因子。C.2.2測量不確定度傳播公式u2(Ku)=u2(Ks)+u2(Pbs)+u2(Pbu)+u2(Ms)+u2(Mu)C.2.3不確定度來源a)標準功率計校準因子Ks引入的相對標準測量不確定度u(Ks);b)標準功率計示值功率Pbs引入的相對標準測量不確定度u(Pbs);c)功率指示器示值功率Pbu引入的相對標準測量不確定度u(Pbu);d)標準功率計失配引入的相對標準測量不確定度u(Ms);e)被校功率傳感器失配引入的相對標準測量不確定度u(Mu);f)接頭連接等重復性引入的相對標準測量不確定度s。C.2.4不確定度評定1)失配引入的不確定度計算取衰減器輸出端口反射系數的模值作為Гg的模值,JJF1887—2020123)實驗標準差u(Pbu)=U(Pbu)/2=0.002/2=0.001Mu=1-ΓgΓu2=1-2ΓgΓucos(θg+θu)+Γg2Γu3)實驗標準差u(Pbu)=U(Pbu)/2=0.002/2=0.001θg—信號源反射系數相位;θu—被測功率傳感器反射系數相位。分析上式可知,Mu分布在以1為中心、以1±2ΓgΓu為邊界的區間內,由于無法準確獲得源反射系數的相角θg,只能將Mu取值為1。已知Γg、Γu時,可以根極Γ2含,θ相U(Mu)=2ΓgΓu注:通常2ΓgΓu<<1,故可以近似地認為2ΓgΓu也是Mu的相對擴展不確定度,下同。同樣地,因為因而有Ms=1-ΓgΓs2=1-2ΓgΓscos(θg+θs)+Γg2Γs2因而有U(Ms)=2ΓgΓsMs和Mu服從U型分布,計算標準不確定度時將U(Ms)除以因子2。如果在某一頻點,Γg=0.2,Γs=0.05,Γu=0.06,則分別有u(Ms)×2×0.2×0.05=0.014,u(Mu)×2×0.2×0.06=0.0172)源自校準證書的各不確定度分量計算根據上級計量部門出具的證書可以得到,U(Ks)=0.01(k=2),U(Pbs)=0.002(k=2),U(Pbu)=0.002(k=2),則可以計算得到各分量的標準不確定度:u(Pbs)=U(Pbs)/2=0.002/2=0.001uu(Pbs)=U(Pbs)/2=0.002/2=0.001計算得多次測量平均值的相對實驗標準差s=0.003。交替比較法不確定度分量匯總見表C.1。表C.1交替比較法不確定度分量一覽表不確定度來源分布評定方法包含因子(k)uKs正態B類20.005Pbs正態B類20.001Pbu正態B類20.001MsU型B類 20.014MuU型B類 20.017測量結果平均值A類s=0.003JJF1887—2020134)標準不確定度的合成根據不確定度合成法則,校準因子Ku的合成標準不確定度為uc(Ku)=u2(Ks)+u2(Pbs)+u2(Pbu)+u2(Ms)+u2(Mu)+s25)計算擴展不確定度=0.0052+0.0012+0.0012+0.0142+0.0172+0.0032=0.0225)計算擴展不確定度使用蒙特卡洛算法(MCM)確定包含因子,根據uc(Ku)的分布及包含因子k95,用下式求得擴展不確定度:本例中,按C.3.4中注提供的算法可以算得P=4.2,實際取P=5,查C.3.4中注附表可得k95為1.54本例中,按C.3.4中注提供的算法可以算得P=4.2,實際取P=5,查C.3.4中注附表可得k95為1.54。則C.3傳遞標準法U95(Ku)=k95×uc(Ku)=1.54×0.022≈0.034C.3.1測量模型Ku=Kc1-ΓgΓu2=KcMuC.3.2測量不確定度傳播公式C.3.3不確定度來源u2(Ku)=u2(Kc)+u2(Pbu)+u2(Mu)a)傳遞標準校準因子Kc引入的相對標準測量不確定度u(Kc);b)功率指示器示值功率Pbu引入的相對標準測量不確定度u(Pbu);c)失配引入的相對標準測量不確定度u(Mu);d)接頭連接重復性等引入的相對標準測量不確定度s。C.3.4不確定度評定1)失配引入的不確定度計算Mu=Mu=1-ΓgΓu2=1-2ΓgΓucos(θg+θu)+Γg2Γu2U(Mu)=2ΓgΓuMu服從反正弦分布,計算標準不確定度時將U(Mu)除以因子2。如果在某一頻點,Γg=0.2,Γu=0.06,可以算得u(Mu)×2×0.2×0.06≈0.0172)源自校準證書的各不確定度分量計算根據上級計量部門出具的證書可以得到U(Kc)=0.01(k=2),U(Pbu)=0.002(k=2),則可以計算得到各標準不確定度分量:u(Kc)=U(Kc)/2=0.01/2=0.005u(Pbu)=U(Pbu)/2=0.002/2=0.001JJF1887—2020143)實驗標準差s=0.003。表C.2傳遞標準法不確定度分量一覽表不確定度來源分布評定方法包含因子(k)uKc正態B類20.005Pbu正態B類20.001MuU型B類 20.017sA類0.0034)標準不確定度的合成根據不確定度合成法則可計算得到合成標準不確定度:uc(Ku)=u2(Kc)+u2(Pbu)+u2(Mu)+s25)計算擴展不確定度=0.0052+0.0012+0.0172+0.0032=0.0185)計算擴展不確定度按照蒙特卡洛算法(MCM)獲得uc(Ku)的分布及包含因子k95,結合本例可以算得k95=1.7,這樣就可以根據下式求得擴展不確定度(見注):U95(Ku)=k95×uc(Ku)=1.7×0.018≈0.031注:采用交替比較法和傳遞標準法校準時,可能無法獲得源反射系數的相位,也就不能計算得到失配因子M,只能認為M=1,并且取了最壞相位組合情況下M誤差的極限值作為其擴展不確定度。計算Ku的擴展不確定度時應當根據其實際分布確定包含因子,傳統方法多是簡單地按照正態分布取k95為2,但由于M服從反正弦分布,當u(M)是主導不確定度分量時,Ku也應當更接近于反正弦分布,建議使用蒙特卡洛方法計算包含因子k95。設P為u(M)與其他不確定度分量的合成值(方和根值)之比U95(Ku)=k95×uc(Ku)=1.7×0.018≈0.031表C.3P與k95的對應關系Pk95Pk9511.9061.5221.7571.5031.6481.4841.5891.4751.54101.46C.4直接比較法C.4.1測量模型21-ΓGeΓuPcsPbuPcuPbs1-ΓGeΓ21-ΓGeΓuPcsPbuPcuPbs1-ΓGeΓs2JJF1887—202015C.4.2測量不確定度傳播公式由于連接標準功率計1和連接被校功率傳感器時標準功率計2的測量電平相近,功率比值Pcs/Pcu與標準功率計2的準確度、線性度幾乎無關,其穩定性影響將在s中予以體現。與其他不確定度分量相比,u(Pcs/Pcu)要小很多,所以在評定不確定度時認為其可忽略。故C.4.3不確定度來源u2(Ku)=u2(Ks)+u2(Pbs)+u2(Pbu)+u2C.4.3不確定度來源a)標準功率計1校準因子Ks引入的相對標準測量不確定度u(Ks);b)標準功率計1示值功率Pbs引入的測量相對標準不確定u(Pbs);c)功率指示器示值功率Pbu引入的相對標準測量不確定度u(Pbu);d)失配引入的相對標準測量不確定度u(M);e)接頭連接等重復性引入的相對標準測量不確定度s。C.4.4不確定度評定直接比較法通過在信號源與測試端面之間插入已知等效源反射系數的三端口器件獲得失配因子,減小了失配對測量不確定度的影響,大失配時的測量不確定度得到明顯降低。當采用蒙特卡洛算法(MCM)計算失配因子M的不確定度時,由于各輸入量均被認為服從正態分布,M的不確定度接近服從正態分布,包含因子約等于2。C.4.4.1失配引入的不確定度計算已知某一頻率時,源、標準功率傳感器、被校功率傳感器反射系數及各自的標準不確定度分別如表C.4、表C.5、表C.6。表C.4等效源反射系數ГGe模值相角θGe(°)測量結果標準不確定度測量結果標準不確定度0.180.002693.01.0表C.5標準功率傳感器反射系數Гs模值相角θs(°)測量結果標準不確定度測量結果標準不確定度0.10.0025128.31.4表C.6被校功率傳感器反射系數Гu模值相角θu(°)測量結果標準不確定度測量結果標準不確定度0.20.002532.70.7采用蒙特卡洛算法(MCM)評定u(M)。MCM法是一種以概率統計理論為指導的、使用大量偽隨機數進行數值計算的方法。具體JJF1887—20201622;1-21-2M=C.4.4.3實驗標準差u(Pbu)=U(Pbu)/2=0.002/2=0.001f(x1,x2,22;1-21-2M=C.4.4.3實驗標準差u(Pbu)=U(Pbu)/2=0.002/2=0.001y的離散值并根據這種離散分布給出y的最佳估計值、標準不確定度和包含區間。下面結合本例,介紹MCM法實施步驟。a)數學模型ΓΓGeΓucos(θGe+θu)+ΓGe2ΓuΓGeΓscos(θGe+θs)+ΓGe2Γs式中:θGe—等效信號源反射系數相位;θs—標準功率傳感器反射系數相位。b)設反射系數的模值和相角均服從正態分布;c)根據表C.4、C.5、C.6,并將各測量值的不確定度均視為服從正態分布,通過數值方法產生每個量的隨機樣本(通常106以上的樣本量可以保證最終統計結果的穩定);本,對測量結果的隨機樣本進行統計分析,最終得到測量結果的均值、標準不確定度、k95等信息;e)本例的計算結果為:M=1.016;u(M)=0.0019;U(M)=0.004(k95=1.97)。C.4.4.2源自校準證書的各不確定度分量計算根據上級計量部門出具的證書可以得到,U(Ks)=0.01(k=2),U(Pbs)=0.002(k=2),U(Pbu)=0.002(k=2),則計算得到各標準不確定度分量:u(Pbs)=U(Pbs)/2=0.002/2=0.001uu(Pbs)=U(Pbs)/2=0.002/2=0.001s=0.003。表C.7直接比較法不確定度分量一覽表不確定度來源分布評定方法包含因子(k)uKs正態B類20.005Pbs正態B類20.001Pbu正態B類20.001M正態B類20.0019sA類0.003根據不確定度合成法則,計算合成標準不確定度:uc(Ku)=u2(Ks)+u2(Pbs)+u2(Pbu)+u2(M)+s2JJF1887—202017C.4.4.4計算擴展不確定度由于各不確定度分量均服從正態分布,取k95為2,得=0.0052+0.0012+0.001C.4.4.4計算擴展不確定度由于各不確定度分量均服從正態分布,取k95為2,得U(Ku)=k95×uc(Ku)=2×0.0063≈0.013。JJF1887—202018附錄D源反射系數D.1采用交替比較法校準時的源反射系數采用交替比較法校準時,通常要在信號源與被校功率傳感器之間插入一個衰減器、隔離器等二端口網絡,以減少測量端面的源反射系數,下面結合圖D.1給出插入衰減器后測量端面的源反射系數。圖D.1交替比較法示意圖根據圖D.1所示的以衰減器作為插入元件的二端口網絡的散射參數方程,可以計算得到以衰減器端口2為測量端面的源反射系數Гg:Γg=s22+式中:s12、s21—衰減器的傳輸系數;s11、s22—衰減器的反射系數。s12s21ΓG1-s11ΓG(D.1)式中ГG為信號源的反射系數,在微波及更高頻段,其模值通常較大。由式(D.1)可以看出,如果衰減器的s12、s21足夠小,Гg幾乎與ГG無關,只要選用低反射系數(s11、s22)的衰減器就可以在測量端面獲得低的源反射系數。當選用10dB衰減器時,可以近似認為源反射系數為s22。D.2采用傳遞標準法校準時的源反射系數傳遞標準的源反射系數由生產廠家提供,一般只是給出其模值,有時也會以測試端口電壓駐波比(VSWR)的形式給出,可用式(D.2)計算源反射系數模值:Γg=(D.2)D.3采用直接比較法時的源反射系數直接比較法的校準過程分為兩個步驟:1)用標準功率計確定傳遞標準的校準因子:JJF1887—202019Kc=KKc=Ks1-ΓΓ1-ΓΓ2Ges2)用傳遞標準確定被校功率傳感器的校準因子:Ku=Kc1-ΓGeΓu2將式D.3代入式D.4就可以得到直接比較法校準結果:Ku=Ks2PcsPbu1-ΓGe2PcsPbu=KsPcsPbu MPcuPbs2PcuPbs1-ΓGeΓ2PcuPbs(D.3)(D.4)(D.5)1)、2)兩個過程的測量結果均比例于三端口器件的P2/P3,可以證明,在這種取功率比進行計算情況下,源反射系數ГGe只由所使用的三端口器件的相關散射參數決定,與實際信號源反射系數無關,表示為(D.6)ΓGe=s22-s32(D.6)圖D.2用三端口器件進行功率比值測量由各端口散射參數方程可以得到:b2=b3+s23-s33Γ3+a2s22-s32=b3+s23-s33Γ3+b2ΓLs22-s32于是可以得到2、3端口岀射電壓波幅之比:s21?s21s33? +?s23-÷Γ3=1-?s22-÷ΓLès31?2、3端口岀射功率比值可以表示為:(D.7)(D.8)JJF1887—2020202P2P2P2P3===b2b32s21(s21s33)2 +|s23-|Γ3s31（s31)(1-|s22-(s32ΓL2(D.9)式(D.9)中,分子為與負載反射無關的常數,記作K,分母中因子(s22-s32)即為測試端面的源反射系數,記作ГGe,這樣,式D.9就可以表示為(D.10)=1-ΓL2(D.10)由式(D.6)可以看出,ГGe與信號源反射系數無關,它僅由三端口器件的相關散射參數決定,而這些參數可以由矢量網絡分析儀測得。由于可以準確得到失配因子的量值,失配嚴重時校準因子的測量不確定度將得到極大的降低。D.4等效源反射系數將P3送入穩幅器,與設定值進行比較、放大后,接入信號源的AM端口進行穩幅控制,當環路增益足夠高時,P3將始終保持與設定值相等,于是式(D.10)又可以表示為P2=KP31-ΓGeΓL2K11-ΓGeΓL2(D.11)式(D.11)中,由于P3恒定,K1也是常數,因此等效信號源的反射系數就是如式(D.6)所表示的ГGe。可以看出,三端口器件為定向耦合器時,只要其方向性(s32/s31)足夠好,ГGe反射系數將接近s22;三端口器件為兩電阻功分器時,只要其端口對稱,,量端面可以對其輸出功率定標