均衡器是具有復(fù)雜微波結(jié)構(gòu)的器件,在實際調(diào)試中,我們采用網(wǎng)絡(luò)分析儀對參數(shù)進(jìn)行測量,而用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)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(zhǔn)確度等級所允許的最大絕對誤差,有些是調(diào)整或使用不當(dāng)帶來的測量誤差,有些是測量的環(huán)境誤差。只要正確分析測量誤差產(chǎn)生的原因,掌握正確的測量技術(shù)和調(diào)試方法,就可以減小測量誤差,提高測量數(shù)據(jù)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(diào)試結(jié)果的主要參數(shù)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(shù)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(diào)節(jié),調(diào)整微調(diào)螺釘也會使諧振頻率有微小的改變,可以實現(xiàn)對諧振頻率的微調(diào),另外,改變吸收材料的插入深度La,可以改變諧振腔的品質(zhì)因數(shù),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(dāng)探針插入深度Ls增大時,諧振頻率減小,耦合增強(qiáng),S21參數(shù)幅值減?。划?dāng)吸收材料插入深度La增大時,諧振頻率減小,S21參數(shù)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(shù)對均衡器特性參數(shù)的影響程度不同,單個物理參數(shù)的變化對均衡器特性參數(shù)的影響較好把握,但它們相互作用的結(jié)果給均衡器的工程調(diào)試和后期測量數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理帶來了一定的困難。
計算機(jī)輔助誤差處理工程中,利用網(wǎng)絡(luò)分析儀對均衡器特性參數(shù)進(jìn)行測量,以形成S參數(shù)測量數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)是帶有隨機(jī)誤差的近似數(shù)據(jù),需要對這些觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析和處理以滿足特性優(yōu)化的要求。
在通過正確的設(shè)置、細(xì)心的操作減小人為誤差的同時,利用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)互易性和幺正性以進(jìn)一步減小誤差。因為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的互易性和幺正性是無耗二端口網(wǎng)絡(luò)所具備的主要特性,所以從理論出發(fā)要求測量數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)滿足這兩條特性,但由于測量數(shù)庫中包含十幾萬條數(shù)據(jù),人為處理既繁瑣又容易產(chǎn)生誤差,所以就需要利用計算機(jī)對測量數(shù)據(jù)庫進(jìn)行輔助誤差循環(huán)處理以形成較完善、實用的數(shù)據(jù)庫。
對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行后期優(yōu)化時,往往需要對數(shù)據(jù)采用插值方法進(jìn)行處理以滿足均衡器測量數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)無縫化的要求,在工程中,我們采用距離倒數(shù)權(quán)值插值方法對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行優(yōu)化處理,該算法是在對多維空間歸一化的基礎(chǔ)上,根據(jù)選取的已知插值點和待求點間距離的倒數(shù),對選取的已知插值點的相應(yīng)函數(shù)值進(jìn)行加權(quán)求和而得到待求點的函數(shù)值。利用該算法對測量數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值驗證,插值結(jié)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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