浅谈场强测量中的不确定度
2015-08-17
场强测量是无线电监测工作的重要组成部分，在无线电管理工作中起着重要作用。通过准确的场强测量可了解电磁环境的真实状况，为频率划分和分配提供有效的技术数据。
通过长期的测量和数据分析比较，能够及时发现和反映电磁环境的异常变化，改变原来只有通过用户申诉才能发现无线电干扰的被动局面，变被动监测为主动监测，适应保障安全生产的需要。
场强测量的四种模式
（1）使用便携式或移动设备进行测量，在一点或多点获取相关的瞬时数据或短时数据。如用便携式接收机利用比较场强大小的方式来查找干扰源。
（2）使用移动设备进行测量，获取移动无线电覆盖区域的统计参数。如运营商对GSM网络覆盖情况的测量。
（3）在固定点进行的短期测量，一般用于支持其他监测业务。如用固定站对信号进行测向时读出信号的场强值。
（4）长期测量，包括场强记录和曲线记录分析，用计算机分别存储和分析所测得的数据。如在固定监测站长期对某频点或频段的场强进行测量。
场强测量目的不同，对场强值准确度的要求也不同。在场强值接近标准值时，要判断场强值是否符合标准要求，就要求较高的准确度。一般可用测量不确定度表示测量结果的准确度，虽然测量不确定度与准确度之间的关系难以量化，但可以肯定的是，测量不确定度越小，准确度就越高。所以，在某些情况下，测量结果除了要给出场强值外，还要给出其测量的不确定度。
要详细了解测量不确定度，可参考JJF1059《测量不确定度评定与表示》，这里只简单介绍“误差”、“准确度”和“测量不确定度”的基本概念。每次测量都会得出一个测量值，这个测量值往往与被测量的真值不同，误差就等于测量值与真值之差。由于真值无法得到，所以误差也就无法算出，只能用测量不确定度表示测量值的可靠程度。在JJF1059中，测量不确定度被定义为“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数”。
根据测量不确定度判定场强测量值 Vmeas是否符合标准要求的两种途径
（1）测量不确定度Ums尽可能小
对通信用户来说，如果Vmeas+Ums小于等于标准值，可判定信号符合标准要求。如用户测量某频点信号电平，看在该地点建接收站是否会受到干扰。
对管理部门来说，如果Vmeas-Ums大于标准值，可判定信号不符合标准。如管理部门测量某频点信号电平，看某发射机信号是否会干扰其它接收机。
（2）测量不确定度Ums小于等于建议的最大不确定度值URec
如果所有测量值均小于等于标准值，可判定信号符合标准;
如果任一测量值大于标准值，则判定信号不符合标准。
除非受接收机底部噪声、大气噪声或者外部干扰的限制，否则URec应满足以下要求:测量频率小于30 MHz时，URec=2 dB;测量频率大于30 MHz时，URec=3dB。要满足上述要求，场强测量系统必须按照一定的要求进行安装和使用，具体要求参考ITU建议ITU-R SM.378《监测站中的场强测量》附件1。
对通信用户来说，当Ums大于URec时:如果所有测量值加上(Ums-URec)均小于等于标准值，可判定信号符合标准；如果任一测量值加上(Ums-URec)大于标准值，则判定信号不符合标准。
对管理部门来说，当Ums大于URec时:如果所有测量值减去(Ums-URec)均小于等于标准值，可判定信号符合标准；如果任一测量值减去(Ums-URec)大于标准值，则判定信号不符合标准。
如何合理地评定场强测量的不确定度
场强测量需要使用经校准的天线、耦合网络和/或传输线、测试接收机或频谱分析仪，为了提高灵敏度，还可加上低噪声放大器（LNA）。可见，场强测量与发射设备传导测量最大的不同之处是使用了经校准的天线，天线的特性是在评定场强测量的不确定度中特别需要注意的因素。
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通过长期的测量和数据分析比较，能够及时发现和反映电磁环境的异常变化，改变原来只有通过用户申诉才能发现无线电干扰的被动局面，变被动监测为主动监测，适应保障安全生产的需要。
场强测量的四种模式
（1）使用便携式或移动设备进行测量，在一点或多点获取相关的瞬时数据或短时数据。如用便携式接收机利用比较场强大小的方式来查找干扰源。
（2）使用移动设备进行测量，获取移动无线电覆盖区域的统计参数。如运营商对GSM网络覆盖情况的测量。
（3）在固定点进行的短期测量，一般用于支持其他监测业务。如用固定站对信号进行测向时读出信号的场强值。
（4）长期测量，包括场强记录和曲线记录分析，用计算机分别存储和分析所测得的数据。如在固定监测站长期对某频点或频段的场强进行测量。
场强测量目的不同，对场强值准确度的要求也不同。在场强值接近标准值时，要判断场强值是否符合标准要求，就要求较高的准确度。一般可用测量不确定度表示测量结果的准确度，虽然测量不确定度与准确度之间的关系难以量化，但可以肯定的是，测量不确定度越小，准确度就越高。所以，在某些情况下，测量结果除了要给出场强值外，还要给出其测量的不确定度。
要详细了解测量不确定度，可参考JJF1059《测量不确定度评定与表示》，这里只简单介绍“误差”、“准确度”和“测量不确定度”的基本概念。每次测量都会得出一个测量值，这个测量值往往与被测量的真值不同，误差就等于测量值与真值之差。由于真值无法得到，所以误差也就无法算出，只能用测量不确定度表示测量值的可靠程度。在JJF1059中，测量不确定度被定义为“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数”。
根据测量不确定度判定场强测量值 Vmeas是否符合标准要求的两种途径
（1）测量不确定度Ums尽可能小
对通信用户来说，如果Vmeas+Ums小于等于标准值，可判定信号符合标准要求。如用户测量某频点信号电平，看在该地点建接收站是否会受到干扰。
对管理部门来说，如果Vmeas-Ums大于标准值，可判定信号不符合标准。如管理部门测量某频点信号电平，看某发射机信号是否会干扰其它接收机。
（2）测量不确定度Ums小于等于建议的最大不确定度值URec
如果所有测量值均小于等于标准值，可判定信号符合标准;
如果任一测量值大于标准值，则判定信号不符合标准。
除非受接收机底部噪声、大气噪声或者外部干扰的限制，否则URec应满足以下要求:测量频率小于30 MHz时，URec=2 dB;测量频率大于30 MHz时，URec=3dB。要满足上述要求，场强测量系统必须按照一定的要求进行安装和使用，具体要求参考ITU建议ITU-R SM.378《监测站中的场强测量》附件1。
对通信用户来说，当Ums大于URec时:如果所有测量值加上(Ums-URec)均小于等于标准值，可判定信号符合标准；如果任一测量值加上(Ums-URec)大于标准值，则判定信号不符合标准。
对管理部门来说，当Ums大于URec时:如果所有测量值减去(Ums-URec)均小于等于标准值，可判定信号符合标准；如果任一测量值减去(Ums-URec)大于标准值，则判定信号不符合标准。
如何合理地评定场强测量的不确定度
场强测量需要使用经校准的天线、耦合网络和/或传输线、测试接收机或频谱分析仪，为了提高灵敏度，还可加上低噪声放大器（LNA）。可见，场强测量与发射设备传导测量最大的不同之处是使用了经校准的天线，天线的特性是在评定场强测量的不确定度中特别需要注意的因素。
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