淺談場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量中的不確定度

場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量是無線電監(jiān)測(cè)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(zhǔn)確的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量可了解電磁環(huán)境的真實(shí)狀況，為頻率劃分和分配提供有效的技術(shù)數(shù)據(jù)。通過長(zhǎng)期的測(cè)量和數(shù)據(jù)分析比較，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和反映電磁環(huán)境的異常變化，改變?cè)瓉碇挥型ㄟ^用戶申訴才能發(fā)現(xiàn)無線電干擾的被動(dòng)局面，變被動(dòng)監(jiān)測(cè)為主動(dòng)監(jiān)測(cè)，適應(yīng)保障安全生產(chǎn)的需要。

場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的四種模式

（1）使用便攜式或移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，在一點(diǎn)或多點(diǎn)獲取相關(guān)的瞬時(shí)數(shù)據(jù)或短時(shí)數(shù)據(jù)。如用便攜式接收機(jī)利用比較場(chǎng)強(qiáng)大小的方式來查找干擾源。

（2）使用移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，獲取移動(dòng)無線電覆蓋區(qū)域的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。如運(yùn)營(yíng)商對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況的測(cè)量。

（3）在固定點(diǎn)進(jìn)行的短期測(cè)量，一般用于支持其他監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)。如用固定站對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)向時(shí)讀出信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)值。

（4）長(zhǎng)期測(cè)量，包括場(chǎng)強(qiáng)記錄和曲線記錄分析，用計(jì)算機(jī)分別存儲(chǔ)和分析所測(cè)得的數(shù)據(jù)。如在固定監(jiān)測(cè)站長(zhǎng)期對(duì)某頻點(diǎn)或頻段的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量。

場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量目的不同，對(duì)場(chǎng)強(qiáng)值準(zhǔn)確度的要求也不同。在場(chǎng)強(qiáng)值接近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，要判斷場(chǎng)強(qiáng)值是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，就要求較高的準(zhǔn)確度。一般可用測(cè)量不確定度表示測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，雖然測(cè)量不確定度與準(zhǔn)確度之間的關(guān)系難以量化，但可以肯定的是，測(cè)量不確定度越小，準(zhǔn)確度就越高。所以，在某些情況下，測(cè)量結(jié)果除了要給出場(chǎng)強(qiáng)值外，還要給出其測(cè)量的不確定度。

要詳細(xì)了解測(cè)量不確定度，可參考JJF1059《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》，這里只簡(jiǎn)單介紹“誤差”、“準(zhǔn)確度”和“測(cè)量不確定度”的基本概念。每次測(cè)量都會(huì)得出一個(gè)測(cè)量值，這個(gè)測(cè)量值往往與被測(cè)量的真值不同，誤差就等于測(cè)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(cè)量不確定度表示測(cè)量值的可靠程度。在JJF1059中，測(cè)量不確定度被定義為“表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”。

根據(jù)測(cè)量不確定度判定場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量值 Vmeas是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求的兩種途徑

（1）測(cè)量不確定度Ums盡可能小

對(duì)通信用戶來說，如果Vmeas+Ums小于等于標(biāo)準(zhǔn)值，可判定信號(hào)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。如用戶測(cè)量某頻點(diǎn)信號(hào)電平，看在該地點(diǎn)建接收站是否會(huì)受到干擾。

對(duì)管理部門來說，如果Vmeas-Ums大于標(biāo)準(zhǔn)值，可判定信號(hào)不符合標(biāo)準(zhǔn)。如管理部門測(cè)量某頻點(diǎn)信號(hào)電平，看某發(fā)射機(jī)信號(hào)是否會(huì)干擾其它接收機(jī)。

（2）測(cè)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(cè)量值均小于等于標(biāo)準(zhǔn)值，可判定信號(hào)符合標(biāo)準(zhǔn);

如果任一測(cè)量值大于標(biāo)準(zhǔn)值，則判定信號(hào)不符合標(biāo)準(zhǔn)。

除非受接收機(jī)底部噪聲、大氣噪聲或者外部干擾的限制，否則URec應(yīng)滿足以下要求:測(cè)量頻率小于30 MHz時(shí)，URec=2 dB;測(cè)量頻率大于30 MHz時(shí)，URec=3dB。要滿足上述要求，場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)必須按照一定的要求進(jìn)行安裝和使用，具體要求參考ITU建議ITU-R SM.378《監(jiān)測(cè)站中的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量》附件1。

對(duì)通信用戶來說，當(dāng)Ums大于URec時(shí):如果所有測(cè)量值加上(Ums-URec)均小于等于標(biāo)準(zhǔn)值，可判定信號(hào)符合標(biāo)準(zhǔn)；如果任一測(cè)量值加上(Ums-URec)大于標(biāo)準(zhǔn)值，則判定信號(hào)不符合標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)管理部門來說，當(dāng)Ums大于URec時(shí):如果所有測(cè)量值減去(Ums-URec)均小于等于標(biāo)準(zhǔn)值，可判定信號(hào)符合標(biāo)準(zhǔn)；如果任一測(cè)量值減去(Ums-URec)大于標(biāo)準(zhǔn)值，則判定信號(hào)不符合標(biāo)準(zhǔn)。

如何合理地評(píng)定場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的不確定度

場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量需要使用經(jīng)校準(zhǔn)的天線、耦合網(wǎng)絡(luò)和/或傳輸線、測(cè)試接收機(jī)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(chǎng)強(qiáng)測(cè)量與發(fā)射設(shè)備傳導(dǎo)測(cè)量最大的不同之處是使用了經(jīng)校準(zhǔn)的天線，天線的特性是在評(píng)定場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的不確定度中特別需要注意的因素。

場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量中影響不確定度的分量如下: