淺談場強測量中的不確定度
2015-08-17
場強測量是無線電監測工作的重要組成部分，在無線電管理工作中起著重要作用。通過準確的場強測量可了解電磁環境的真實狀況，為頻率劃分和分配提供有效的技術數據。
通過長期的測量和數據分析比較，能夠及時發現和反映電磁環境的異常變化，改變原來只有通過用戶申訴才能發現無線電干擾的被動局面，變被動監測為主動監測，適應保障安全生產的需要。
場強測量的四種模式
（1）使用便攜式或移動設備進行測量，在一點或多點獲取相關的瞬時數據或短時數據。如用便攜式接收機利用比較場強大小的方式來查找干擾源。
（2）使用移動設備進行測量，獲取移動無線電覆蓋區域的統計參數。如運營商對GSM網絡覆蓋情況的測量。
（3）在固定點進行的短期測量，一般用于支持其他監測業務。如用固定站對信號進行測向時讀出信號的場強值。
（4）長期測量，包括場強記錄和曲線記錄分析，用計算機分別存儲和分析所測得的數據。如在固定監測站長期對某頻點或頻段的場強進行測量。
場強測量目的不同，對場強值準確度的要求也不同。在場強值接近標準值時，要判斷場強值是否符合標準要求，就要求較高的準確度。一般可用測量不確定度表示測量結果的準確度，雖然測量不確定度與準確度之間的關系難以量化，但可以肯定的是，測量不確定度越小，準確度就越高。所以，在某些情況下，測量結果除了要給出場強值外，還要給出其測量的不確定度。
要詳細了解測量不確定度，可參考JJF1059《測量不確定度評定與表示》，這里只簡單介紹“誤差”、“準確度”和“測量不確定度”的基本概念。每次測量都會得出一個測量值，這個測量值往往與被測量的真值不同，誤差就等于測量值與真值之差。由于真值無法得到，所以誤差也就無法算出，只能用測量不確定度表示測量值的可靠程度。在JJF1059中，測量不確定度被定義為“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數”。
根據測量不確定度判定場強測量值 Vmeas是否符合標準要求的兩種途徑
（1）測量不確定度Ums盡可能小
對通信用戶來說，如果Vmeas+Ums小于等于標準值，可判定信號符合標準要求。如用戶測量某頻點信號電平，看在該地點建接收站是否會受到干擾。
對管理部門來說，如果Vmeas-Ums大于標準值，可判定信號不符合標準。如管理部門測量某頻點信號電平，看某發射機信號是否會干擾其它接收機。
（2）測量不確定度Ums小于等于建議的最大不確定度值URec
如果所有測量值均小于等于標準值，可判定信號符合標準;
如果任一測量值大于標準值，則判定信號不符合標準。
除非受接收機底部噪聲、大氣噪聲或者外部干擾的限制，否則URec應滿足以下要求:測量頻率小于30 MHz時，URec=2 dB;測量頻率大于30 MHz時，URec=3dB。要滿足上述要求，場強測量系統必須按照一定的要求進行安裝和使用，具體要求參考ITU建議ITU-R SM.378《監測站中的場強測量》附件1。
對通信用戶來說，當Ums大于URec時:如果所有測量值加上(Ums-URec)均小于等于標準值，可判定信號符合標準；如果任一測量值加上(Ums-URec)大于標準值，則判定信號不符合標準。
對管理部門來說，當Ums大于URec時:如果所有測量值減去(Ums-URec)均小于等于標準值，可判定信號符合標準；如果任一測量值減去(Ums-URec)大于標準值，則判定信號不符合標準。
如何合理地評定場強測量的不確定度
場強測量需要使用經校準的天線、耦合網絡和/或傳輸線、測試接收機或頻譜分析儀，為了提高靈敏度，還可加上低噪聲放大器（LNA）。可見，場強測量與發射設備傳導測量最大的不同之處是使用了經校準的天線，天線的特性是在評定場強測量的不確定度中特別需要注意的因素。
電磁測試儀 http://www.bjdaisi.com.cn/product/gaosiji/
通過長期的測量和數據分析比較，能夠及時發現和反映電磁環境的異常變化，改變原來只有通過用戶申訴才能發現無線電干擾的被動局面，變被動監測為主動監測，適應保障安全生產的需要。
場強測量的四種模式
（1）使用便攜式或移動設備進行測量，在一點或多點獲取相關的瞬時數據或短時數據。如用便攜式接收機利用比較場強大小的方式來查找干擾源。
（2）使用移動設備進行測量，獲取移動無線電覆蓋區域的統計參數。如運營商對GSM網絡覆蓋情況的測量。
（3）在固定點進行的短期測量，一般用于支持其他監測業務。如用固定站對信號進行測向時讀出信號的場強值。
（4）長期測量，包括場強記錄和曲線記錄分析，用計算機分別存儲和分析所測得的數據。如在固定監測站長期對某頻點或頻段的場強進行測量。
場強測量目的不同，對場強值準確度的要求也不同。在場強值接近標準值時，要判斷場強值是否符合標準要求，就要求較高的準確度。一般可用測量不確定度表示測量結果的準確度，雖然測量不確定度與準確度之間的關系難以量化，但可以肯定的是，測量不確定度越小，準確度就越高。所以，在某些情況下，測量結果除了要給出場強值外，還要給出其測量的不確定度。
要詳細了解測量不確定度，可參考JJF1059《測量不確定度評定與表示》，這里只簡單介紹“誤差”、“準確度”和“測量不確定度”的基本概念。每次測量都會得出一個測量值，這個測量值往往與被測量的真值不同，誤差就等于測量值與真值之差。由于真值無法得到，所以誤差也就無法算出，只能用測量不確定度表示測量值的可靠程度。在JJF1059中，測量不確定度被定義為“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數”。
根據測量不確定度判定場強測量值 Vmeas是否符合標準要求的兩種途徑
（1）測量不確定度Ums盡可能小
對通信用戶來說，如果Vmeas+Ums小于等于標準值，可判定信號符合標準要求。如用戶測量某頻點信號電平，看在該地點建接收站是否會受到干擾。
對管理部門來說，如果Vmeas-Ums大于標準值，可判定信號不符合標準。如管理部門測量某頻點信號電平，看某發射機信號是否會干擾其它接收機。
（2）測量不確定度Ums小于等于建議的最大不確定度值URec
如果所有測量值均小于等于標準值，可判定信號符合標準;
如果任一測量值大于標準值，則判定信號不符合標準。
除非受接收機底部噪聲、大氣噪聲或者外部干擾的限制，否則URec應滿足以下要求:測量頻率小于30 MHz時，URec=2 dB;測量頻率大于30 MHz時，URec=3dB。要滿足上述要求，場強測量系統必須按照一定的要求進行安裝和使用，具體要求參考ITU建議ITU-R SM.378《監測站中的場強測量》附件1。
對通信用戶來說，當Ums大于URec時:如果所有測量值加上(Ums-URec)均小于等于標準值，可判定信號符合標準；如果任一測量值加上(Ums-URec)大于標準值，則判定信號不符合標準。
對管理部門來說，當Ums大于URec時:如果所有測量值減去(Ums-URec)均小于等于標準值，可判定信號符合標準；如果任一測量值減去(Ums-URec)大于標準值，則判定信號不符合標準。
如何合理地評定場強測量的不確定度
場強測量需要使用經校準的天線、耦合網絡和/或傳輸線、測試接收機或頻譜分析儀，為了提高靈敏度，還可加上低噪聲放大器（LNA）。可見，場強測量與發射設備傳導測量最大的不同之處是使用了經校準的天線，天線的特性是在評定場強測量的不確定度中特別需要注意的因素。
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