高頻和微波功率基準及其應(yīng)用研究.pdf

1、高頻和微波功率參量是電子計量的最基本測量參量之一，建立我國國家高頻和微波功率計量基準、標準，是確保我國電子測量溯源到國際單位制（SI）和測量結(jié)果準確一致的重要的基礎(chǔ)研究工作。因此，高頻和微波功率基準的研究具有重要的理論意義和實用價值。
　　目前各國高頻和微波小功率國家基準、標準均采用量熱計法和微量熱計法建立。本文在分析量熱原理的基礎(chǔ)上，重點研究了傳統(tǒng)微量熱計存在的不足，以及其對功率測量準確度的影響；改進了微量熱計的設(shè)計方法，采用該

2、方法研制了我國國家寬帶同軸功率基準。繼而對功率量值傳遞系統(tǒng)進行研究，完善了功率計測量和校準過程的描述模型，針對新型功率計設(shè)計了新的功率計校準系統(tǒng)，采用不同于傳統(tǒng)的不確定度傳播律的蒙特卡羅方法進行了不確定度評定。
　　本文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　1.針對微量熱計功率基準隔熱傳輸線損耗難以測量的缺點，對微量熱計隔熱傳輸線熱傳遞情況進行詳細分析，基于隔熱傳輸線熱平衡時間遠大于功率座壁熱平衡時間的特點，提出周期加退高頻和微波

3、功率的方法，減小了隔熱傳輸線損耗對有效效率測量影響，并用該影響量對有效效率進行修正，降低了有效效率測量的復(fù)雜程度，減少了有效效率測量的不確定度來源。該方法在我國自行研制的寬帶同軸微量熱計功率基準中得到了應(yīng)用，保證了我國功率基準在國際比對中取得較好的結(jié)果。
　　2.針對新型商用功率計測量功率范圍大、自校準和自修正的特點，完善了功率計測量和校準過程的描述模型，提出了直接測量商用功率計修正因子的方法，對現(xiàn)有商用功率計的校準系統(tǒng)進行了改進

4、，減少了修正因子的不確定度來源，其測量不確定度優(yōu)于商用功率計廠家給出的不確定度。
　　3.運用熱傳遞理論研究了熱敏電阻功率傳感器在微量熱計定標中的過程和熱敏電阻功率傳感器測量功率的過程，得出熱敏電阻功率傳感器有效效率和換熱特性的關(guān)系，并用國際比對數(shù)據(jù)進行了驗證。為此，定義了與換熱特性無關(guān)的“真有效效率”，研究了“真有效效率”和有效效率差異帶來的功率測量的熱等效誤差，提出了縮短功率測量時間等減小該項誤差的方法。
　　4.針對傳