无线电检测中测量的不确定度的计算与应用分析

张　超

（91550部队，辽宁 大连 116023）

无线电检测中测量的不确定度的计算与应用分析

张超

（91550部队，辽宁 大连 116023）

无线电是目前电子技术利用中的一项重要内容，而所谓的无线电检测就是利用仪器和设备对无线电信号进行实时检测、监听以及测量的一种技术活动。从无线电检测的实际应用来看，因为受到环境因素的干扰以及测量系统误差的影响，所以无线电检测存在着精准度方面的缺陷。为了在进行无线电检测时更好地把握对测量的不确定度，文章在实验室检测的基础之上，利用校准领域测量不确定度的方法，并结合实际无线电检测系统，对无线电检测中测量不确定度的分析和计算以及评定方法进行探讨，旨在提高测量的质量和可信度。

无线电检测；测量；不确定度；计算

测量不确定度指的是在测量系统中不能肯定的程度，是目前测量中普遍存在的内容。测量不确定度作为一项表示测量结果的重要指标，反应的是测量结果的可信赖程度。在无线电检测中，不同的测量方法会得出不同的测量结果，而每一种结果所对应的不确定度也是不尽相同的，通过对不确定度的可靠性分析，测量结果的可比性便可以体现出来。在目前的世界范围内，不确定度的计算和表达具有一致性，因为通过这种一致性的计算和表达，科学、工程以及工业等方面的问题会更加容易理解和说明，在不同实验室或者是国家间进行测量结果对比的时候也会更加的方面。

1　测量不确定度的评定方法

1.1 A类不确定度评估

在进行不确定度测量的时候，对其评定有不同的方法，A类不确定度评估主要分为3种。第一种是当进行输入量Xi的n次独立的等精度测量的时候，得到的结果是X1，X2……Xn，最终取算术平局值。第二种是当测量结果是单次所得的时候，A类的分量可以事先的得到预先评估的u（Xi）。第三种是当A类评估重复测量次数足够多的时候，单词测量是计算得到的标准差就可能受影响而降低，所以需要用t分布来确定的包含因子。

1.2 B类不确定度评估

B类不确定度评估也是在无线电测量中进行不确定度评估的重要方法。当输入量的估计量Xi是在不重复观测的情况下所获得的时候，获得的标准偏差需要依照Xi的有关信息资料来进行评估。而Xi的有相关信息资料主要包括技术说明说、产品的校准证书以及检定证书等多项内容。在实际评定的过程当中，如果Xi资料对不确定度和包含因子k进行了给出，那么标准不确定度计算公式为：

如果在评定的过程中发现Xi值的可能分布区间半宽度和a，那么公式就变成了

以上两个公式就是B类不确定度的具体评定方法。

1.3 合成不确定度的计算

合成不确定度的计算评定较为复杂，在经过综合化简之后，此计算公式为：1.4 扩展不确定度的计算

扩展不确定度也是不确定度计算的一项重要内容，在具体的计算中包含了3种评定方法：第一是当扩展不确定度是由适当的包含因子k和合成不确定度相乘得到的时候。此时期的不确定度分量如果为正态分布，那么k=2便会决定具有95%的置信水平区间。如果在合成不确定度当中，占据支配地位的分量概率呈现矩形分布，那么此时的k=1.65。第二种是当合成不确定度当中的A类评估占有的分量比重较大的时候，如果出现了A类评估重复测量次数n较少的情况，那么包含因子k必须要在文献查找中进行确定。第三种情况是扩展不确定度的取值比较稳定，一般为两位有效的数字。

2　测量不确定度报告

测量不确定度报告是测量结果中的重要内容，在具体的报告当中，应该明确注明“扩展不确定度U是由合成标准不确定度和包含因子相乘得到的”。

3　无线电检测中测量不确定度评定的分析计算

3.1 无线电检测测试系统的组成

在进行无线电测量的时候，检测测试系统主要由4部分构成，分别是测量天线、射频电缆、信号分析仪和控制电脑，图1为检测测试系统的组成图。

图1 无线电检测系统框图

这4部分组成一个完整的系统之后，可以对20～3000MHz范围内的信号场强进行检测。同时，系统内部的宽带占用以及功率通量密度等参数也可以次用此系统来进行测量。

3.2 无线电信号场强测量不确定度分析计算

无线电场强的测量的不确定度是一项较为复杂的内容，因为其中不仅包含了测试仪器和环境变化所引起的不确定度，同时还包含了由于检测信号变化、传输电缆耗损以及环境温度变化等引起的不确定度，当然，接收天线和监测天线之间的不适配引起的不确定度也是需要测量的内容。在不确定度的计算中，通常适用的数学模型式是：

在这个式子中，P0表示的是实际测量的值，ΔP表示的是链路耗损的补偿值，ΦPS表示的是由仪表自身精度所引入的修正值；ΦPM指的是在史配损耗产生时引入的修正值；ΦPV表示的是电压稳定情况下引入的修正值；ΦPT表示的是环境温度变化引入的修正值。

在计算中，天线因子的一般计算公式为：Ke/dB（m-1）=-29.77-g+20logf在这个公式中，g表示的是天线的增益，而f则表示的是频率。

因为整个公式涵盖了在无线电实际检测过程中所包含的所有不确定度因子，所以无线电场强测量的不确定度，根据实际场强带入公式即可运算出结果。因为结果是在综合因素的参与下获得的，所以其综合评价的可靠性较为显著。

4　结语

无线电检测是无线电技术利用中的一项重要内容，通过检测工作的进行，可以对无线电进行科学的分析和利用。但是在目前的无线电检测中，由于不确定度的分析和计算存在一些问题，所以测量结果的可靠性不强。为此，强化无线电检测中测量不确定度的分析和计算方法，对于测量质量的提升帮助巨大。在实践过程当中，积极地利用现有的方法对不确定度进行标准化测量，这样，整个测量工作的统一性便可以得到保证，在统一性前提下，利用变量的因素实现对不确定度的精准计算，那么在实际产品检测的过程中，便可以有效地解决成本投入增加得较为显著的问题。

［1］薛长利，张名毅，丁勤，等.测量不确定度在国内航天领域的应用现状［J］.航天器环境工程，2013（6）：652-658.

［2］殷锦堂，谢军.测量不确定度在ELISA检测中的评定和应用［J］.甘肃医药，2014（3）：163-167.

［3］狄一安，孙海容，孙培琴，等.用质控图和稳健统计—迭代法评估环境检测实验室测量不确定度［J］.岩矿测试，2014（1）：57-66.

Calculation and application analysis of uncertainty of measurement in radio detection

Zhang Chao
（Unit 91550， Dalian 116023， China）

Radio is an important content in the use of electronic technology， and the so-called radio detection is the use of instruments and equipment for real-time detection of radio signal monitoring and measurement of a technical activities. From the practical application of radio detection， disturbed by environmental factors and infuence of measurement system error， so there are defects in radio detection accuracy. In order to better detect the radio on the uncertainty measurement of grasp， based on laboratory tests， the article uses the uncertainty calibration methods in measurement feld， and combined with the actual radio detection system， it discussed the analysis and calculation of uncertainty measurement in radio detection and evaluation methods in order to improve the quality and reliability of the measurement.

radio detection； measurement； uncertainty； calculation

张超（1981― ），男，山东烟台，工程师；研究方向：无线电测量。