JJG2014-1987射频与微波噪声计量器具检定系统.pdf

B中 华 人民 共和国 国 家计量检定系 统 J J G 2 0 1 4 - 8 7射频与 微波噪声计盆器具1 9 8 7 年 1 2 月 2 2日批准1 9 8 8 年 1 0 月 1日实施国 家 计 量 局目录一什量基准器真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 甲 一 了 1 )二 计量标 准器A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . . . . ( 3 )王 工作计量器具“ “ ， “ “ ” “ ” ” “ ， ” 。 ” ， 一( 3 )四射频与 微波噪声计量器具检定系统框图” “ “ “ ” ， ” ( 4 )附录 1 超噪比及噪声功率谱密度“ . “ “ ” 。 ” “ ， “ . 一( 5 )附录 2 噪声基准 装置一 览表 ， ” ， ” ，. ” “ ， ， “ “ ” 一 6 )标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 射频与微波噪声计量器具检定杀统V e r i f i c a t i o n S c h e me o f R a d i o F r e q u e n c y a n d Mi c r o w a v eNo i s e Me a s u r i n g I ns t r u me n t sJ J G 2 0 1 4 - 8 7代替: 1 .波导高温噪声量值传递系统 2 。同轴高波噪声量值传递系统 3 。低温噪声量值传递系统 本国 家计量检定系统表经国家计量局于1 9 8 7 年1 2 月2 2日 批 准，并自1 9 8 8 年1 0 月 1日 起施行.起草单位: 中国计量 科学研究院本检定系统技术条文由起草单位负 责解 释.本 检定系统主要 起草人: 蔡新泉( 中国计量科学研究院) 张 涛 ( 中国计量科学研究院)标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载刀G2 0 1 4 -8 7共 6 页第 1 页射频与微波噪声计量器具检定系统 本系统适用于射频与微波噪声 计量 器 具 的检 定.它规 定了以W/ i -i z 为单位或以开尔 文为单位 ( 以符号K表示) 的噪声功率谱密度或噪声温度的量值从计量基准通过计量标准向工作计量器具进行量值传递的程序，并指明误差及基本检定方法等. 高温噪声检定系统由三部分组成:计量基准器具，计量标准器具和工作计量器具. 低温噪声检定系统由 两部分组 成:计量基准 器具 和工作计量器具。 一计 t 签 准 器 具 1 国 家计量基准器具用于复 现和保存 射频与微波噪声功 率谱密度单位并借助于工作基准计量器具向 计量标准器具和 工作计量器具传递量值，以保证量值统一。它是统一全国量值的最高依据。 2 国 家计量基准器具由 下列基准装置组成:高温噪 声基 准装置和 l 温噪声基准装置. 2 . 1高温噪声基准装置 日同轴热噪声基准装置.包括:基准嗓声源一台 ，电 阻式精密步进衰减器一台和D i c k e型比较辐射计一台。 b 1 0 o m热噪声基准装置。包括:基准噪声源一台， 吸收式精密衰减器一台和全功率型比较辐射计一台. 。s c m热噪声基准装置.包 括:基准噪声源一台，回转 式精密衰减器一台和D i c k e型比较辐射计一台。 d 3 c m 热 噪 卑 基 准 装 置 . 包 括 : 基 准 噪 声 源 一台 ，回 转 式 精 密衰减器一台和D i c k e 型比较辐射计一台。 2 . 2低温噪声基准 装置 7 . 5 c m低温噪声基准装置.包括:7 . 5 c m基准噪声源一台，情密回 转式衰减器一台 和附加型比 较辐射计一台。共 6页第 2页3 6 G 2 0 i 4 -, 7 3 国家计量基准复现的A t 的范围 3 . 1同轴热噪声基准复现的频 率为 ( 0 . 1 1 ) G H z , 等效输出 噪声温度 6 7 3 K ，相当于噪声功率谱密 度 9 . 2 9 x 1 0 - 2 W/ H z , E N R 1 . 2d B. 3 . 2 1 0 c m热噪 声基准复现的 频率为 ( 2 . 6 3 . 9 5 ) G H z , 等效 输出噪声 温度1 0 8 2 K ， 相当于噪声功率谱密度1 . 4 3 x 1 0 2 0 W/ H z ,E NR 4 . 3 7 d B . 3 . 3 S c m热噪声基准复现的频率为 ( 3 . 9 5. 5 . 8 5 ) G Hz ,等效输出噪声温度 9 2 3 K ，相当于噪声功率谱密度 1 . 2 7 x 1 0 - 2 0 W/ H z , E N R3 . 3 9 d B . 3 . 4 7 . 5 c m低温噪声基准复现的频率为 ( 3 . 2 2- 4 . 9 0 ) G H z , 等效 输出 噪声温度约7 9 K ,相当于噪声功率谱密 度1 . 0 9 x 1 0 - 2 W / H z , 4 国家计量基准的总不确定度 ( d ) 4 . 1同轴热噪声基准复现的等效输出噪声温 度 的 总不确定度为11.5K ( 3 a ) ，相当于 1 0 . 0 2 d B , 4 . 2 1 0 c m热噪声墓准复现的等效输出噪声温度的总不确定度为士 3 . 5 K，( 3 9 ) ,和当于 士 0 . 0 2 d B . 4 . 3 5 c m热噪声基准复现的等效输出 噪声温度的总不确定度为土 3 . 5 K ( 3 a ) ,相当于 士 0 . 0 2 d B . 4 . 4 3 c m热噪声基准复 现的等效输出噪声温度的总不确定 度为士3 , 5 K ( 3 a ) , # 1 当于士0 , 0 2 d B . 4 . 5 7 . 5 c m低温噪声基准复现的等效输出噪声温度的总 不确 定度为1 0 . 2K ( 3 a ) . 5 工作基准 5 . 1 i t 用 性能良 好、 输出 稳定可靠的噪声发 生器作为工作基准，并通过比较福射计、用比较的方法定期 ( 或根据需要)接受国家基准量值的传递然后用于对计量标准器具或工作计量器具的量值传递。 5 . 2工作)M I 准的测量范围 a同轴工作基准:超噪比E N R ( 1 - - 1 5 ) d B ,频平 ( 0 0 1 -1 . 0 )GHz .标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载J J G 2 01 4 -8 7共6 页 x 7 3 页 b 1 0 c m工作基准:频 率 ( 2 . 6 -3 . 9 5 ) G Hz , E N R ( 1 5 1 8 )d B, 。5 c m工作基准;频 率 ( 3 , 9 5 5 , 8 5 ) G Hz . E N R ( 1 5 -1 8 )d B . d3 厘米工作基准:频率( 8 . 2 .1 2 . 4 ) G H z , E N R ( 1 5 -1 8 ) d B . 5 . 3工作基准的不确定度 ( 6 ) a工作基准的不确定度 ( 6 )取决于 基准量值传递的 不确定度.主要包括:基准量值复现的不确定度，环境室温的不确定度，精密衰减器的不确定度和失配引起的不确定度等. b同 轴工作墓准 的不确定度为1 0 . 1 0 d B , c 1 0 c m工作基准的 不确定度为1 0 , 1 0 d B . d 5 c m工作基准的不确定度为t 0 . 1 0 d B . e 3 c m工作基准的不确定度为1 o . 1 o d B , 二计 最 标 准 器 具 6 通常采用性能良 好、噪声输出稳定的饱和二极管噪声发生器、固态噪声发生器或气体放电 噪声发生器作计量标准 器具 ，也 可采用热噪声源作计量标准器具。 6 . 1计量标准的测量范围和测量不确定度 a同轴标准的测量范围:频率 ( 0 . 1 - - 1 . 0 ) G Hz , E N R ( 1 .1 5 )d B ,测量不确定 度: ( 0 . 1 5 -0 . 2 0 ) d B , ( 3 9 ) . b 1 0 c m , 5 c m , 3 c m标准的测量范围 :频率分别为 ( 2 , 6 -3 , 9 5 ) G Hz , ( 3 . 9 5 5 , 8 5 ) G H z , ( 8 . 2 1 2 . 4 ) G Hz , E NR ( 3 ti1 8 )d B ,测量不确定度均为10 . 1 5 d B ( 3 a ) . 6 . 2通常用工作基准通过比较辐射计对计A l l - 标准器具传递量值，必要时也可由国家基准通过比 较辐射计 直接向计量标准器具传递量值。 三工 作 计 是 器 具 ， 常用的工作计量器具有饱和二极管噪声发 生器、气体放电噪共6 页 第4 页J J G 2 0 1 4 -8 7声发生器、固态噪声发生器和低 温5 声发生 器. 7 . 1同轴工作量具的测 量 范 围:频 率 ( 0 , 1 -1 . 0 ) G H z , E NR ( 1 -1 5 ) d B ;测量不确定度 士 ( 0 . 2 5 -0 , 3 0 ) d B , ( 3 a ) . 7 . 2 1 0 c m , 5 c m , 3 c m工作计量 器具的测 量范围:频率分别为 ( 2 . 6 -3 . 9 5 ) GHz , ( 3 , 9 5 -5 , 8 5 ) GHz , ( 8 . 2 -1 2 , 4 ) GHz , ENR ( 3 -1 8 ) d B ;测量不确定度1( 0 . 2 0 -0 . 3 0 ) d B ( 3 0. 7 . 3低温噪声工作计量器具的测量范围;同轴型:频率( 0 -1 2 )G H z , 等效输出噪声 温度约8 0 1 0 ;波导型:频率 ( 3 . 2 2 -4 . 9 0 ) G H z ,等效输出噪 声温 度约8 0 K ;测量不确定度均为1 I K ( 3 a ) , 7 . 4通常用计量 标准 通过比较辐射 计对工作量具 传递量值。必 要时也可由 工作基准或基准 通过比 较辐射计 直接向工作 计量 器具传递 量值。 说明: 1 .由 子噪声功 率谱密度在使用中 很不方便 ，故通常用噪声混度或E N R 表示噪声量值. 2 .同轴固态噪声发生器的频率范围上 限可达2 6 G H z ，甚至更高。当要求在1 0 c m , S e m , 3 c m检定时，需引 入相 应的同轴波导转换接头与基准 或工作 基准或计量标准器具的 接头 相一致。参 见附录2噪声基准装置一览表中的传输线规格.此时 应考虑同轴波 导转换接头的损耗和测量结果的不确定度。四射频与微波嗓声计最器具 检定系统框图标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载J J G 2 0 1 4 -8 7共6页第5页 超嗓比及噪声功率谱密度超噪比 ( E N R )定义为E N R 二 ，O lo g ，“件介E N R - 一 英文 E x c e s s N o i s e R a t i o的缩写， T 二 一 噪声发生器的等效输出 噪声温度， To 标准室温 2 9 0 K ,等效输出噪声温度与噪声功率谱密度的关系为. 噪声功率谱密度P 二 k T 一 一波 尔 兹 曼 常 数1 , 3 8 x 1 0 1 WK .目.录中电附式式共 6页第 。页J J G 2 0 1 4 - s 7附录 2噪 声 墓 准 装 置 一 览 表噪装同轴热嗓声蒸 准装置 +1 F=* 一 (?#C44 kt 0 H N R $Y f# a f It#1t (Fd . (G H z ) I W 7M ER a T p otI又 不 叫 (G H z ) 计 类 型 、 一 h fz(K1 I L.!(dB1 一 一- 一a . 0 4 mm / 7 mm 0 . 1 呀 1 . 010 3f: 一一 - BJ- 82噪 声 基 灌I 1 4 . 1 4X2 4 . 0 4 m m装 置2 .6狡 忿. 口5.厘 米热噪声苍 准装矍 1 3 J - 4 98 2 . 1 6义 4 7 . 5 5 t nm 3 口 巴 5 . 8 6s f jk3A- 一 B J- too 一二二 一4 mr,准1 2 2 . 8 6 x t o . 1 6 mm一 9 2 3 士 9 . 6 j竺 巴 - - 1一竺 竺 二 止 共一刁1.leses!.es十eses、.leseees7 . 5 厘来底温噪 声n J - 4 62 9 . 1 0洲56.2e-a d- R X 一4.2?4.B0标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载射叔 与 微 波 噪 声 计 量 器 具 检 I r双 统 框 图计t墓准器具?kx3a*fit (8,2-12.4) GHsTm 923 Kd; i3.5 K圈 A x Pl im _ 腆jh A *f全 。 一 ， .O G H = I+) 盯 “ “ 6 士 1 . 5 K ! 低 沮7 . 5 应米 低 退嗓声 荃准f (3 . 2 2 - 4 ,瀚峪陇T n , 怕长占 :生 口 . Z K 工 作基准 波导 噪声发生器 f , 8 .9 5 - 5 .8 5 ) G N zE M ( 5 - 坦 ) d 日舀 :3 0 .10 d 吕 工作 墓准 波导噪声发 生器 j s ( 2 .8 - 5 肠 ) ( 法已 扣 砚( 1 5 - 18 ) d B3 . 3 0 . 10 d B 工作基 准 同轴 噪声发生器 子 :( 0 . 1 - 1 . 0 ) G H zE N R : ( 1 - 1 5 )阳次士 0 . 1 0 召计贵标准签其 波导 噪声发 生器子 : (， 一 书 旧 )