ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
С О ЮЗ А ССР
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА
ИЗМЕРЕНИЙ
АНТЕННЫ ОСТРОНАПРАВЛЕННЫЕ
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПАРАМЕТРОВ ПО ПОЛЮ В РАСКРЫВЕ
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР (Госстандарт СССР)
ИСПОЛНИТЕЛИ
П. М. Геруни, Д. С. Арутюнян
ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР (Госстандарт СССР)
Член Госстандарта СССР А. И. Ивлев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 июня 1978 г. № 174
3
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Государственная система обеспечения единства
измерений
А
ГОСТ
8.309—78
Методика выполнения измерений для определения
параметров по полю в раскрыве
State system for ensuring the uniformity of
measurements Highly directional antennas
The technique of measurements for determining
parameters by the aperture field
. Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 июня 1978 г. № 1743 срок введения установлен
с 01.07 1979 г.
Настоящий стандарт распространяется на остронаправленные антенны и устанавливает методику выполнения измерений для определения параметров создаваемых ими полей излучения путем измерения характеристик полей в их раскрывах.
Определяемыми настоящей методикой параметрами поля из- .лучения являются:
диаграмма направленности (ДН);
положение электрической оси в пространстве;
коэффициент поляризации (КП).
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОСТРОНАПРАВЛЕННЫХ
АНТЕНН ПО ПОЛЮ В ИХ РАСКРЫВЕ
Настоящая методика позволяет определить параметры поля излучения остронаправленных антенн путем измерения характеристик распределения поля в их раскрывах с последующим пересчетом значений поля в раскрыве в дальнюю зону. Измерение и пересчет выполняются автоматически при помощи ЭВМ. Погрешности измерения параметров антенн, указанные в настоящем стандарте, распространяются на остронаправленные антенны с квазиравномерным распределением поля в их раскрывах.
М
■Издание официальное
Перепечатка воспрещена
©Издательство стандартов, 1978Настоящая методика не исключает выполнения измерении для определения параметров поля излучения остронаправленных антенн другими методами (по дальней зоне, коллиматорные и другие).
Методика измерения параметров конкретной остронаправленной антенны по п. 1.1 или 1.3 указывается в технической документации, утвержденной в установленном порядке.
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И АППАРАТУРА
В качестве средств измерений применяют измерительные Комплексы аппаратуры, позволяющие выполнять измерения характеристик амплитудно-фазового распределения поля в раскрывах остронаправленных антенн и обработку результатов измерений с целью определения параметров поля излучения. Рекомендуемая блок-схема измерительного комплекса аппаратуры представлена на черт. 1. Основные метрологические характеристики устройств, входящих в измерительный комплекс, указаны в обязательном приложении 1.
а. Испытуемая антенна в передаю- б. Испытуемая антенна в приемном щем режиме режиме
'/—измерительный генератор; 2—измерительный зонд; 3—сканер; 4—амплифазометр; 5—преобразователь сигналов; устройство автоматического управления сканера; 7—ЭВМ; Л—испытуемая антенна
Черт. 1
Измерительные комплексы аппаратуры в зависимости от точности и возможностей применяемых в них устройств делятся на два класса:
I класс — рабочие измерительные комплексы аппаратуры высокой точности;
II класс — рабочие измерительные комплексы аппаратуры.
Среднеквадратические отклонения результатов измерений амплитуды поля и фазы поля в раскрывах испытуемых остронаправленных антенн не должны превышать для измерительных комплексов I класса 0,6 дБ и 4°, соответственно, а для II класса— 1,2 дБ и 8°, соответственно. При этом погрешность результатов определения параметров поля излучения остронаправленных антенн не должна превышать значений, приведенных в таблице1. Погрешности определения положения электрической оси остронаправленной антенны в пространстве практически полностью определяются погрешностями определения относительного расположения остронаправленной антенны и плоскости сканирования геодезическими или другими методами.
При работе с измерительными комплексами, имеющими погрешности, превышающие погрешности комплексов II класса, погрешность определения параметров остронаправленных антенн соответственно возрастает.
Зависимости погрешностей определения параметров поля излучения остронаправленных антенн от среднеквадратических ошибок измерения поля в их раскрывах приведены в виде номограмм в обязательном приложении 2.
|
N п/п. |
Наименование параметра |
Нормы для рабочих измерительных комплексов аппаратуры классов |
||
|
I |
п |
|||
|
1 2 3 |
Диаграмма направленности
Коэффициент поляризации поля (в пределах ширины луча), %| Положение электрической оси в пространстве относительно плоскости раскрыва, % |
0,2 3,0 3,0 (до уровня 27 дБ) 0,1 0,2 4 0,1 |
1,0 15,0 15,0 (до уровня 20 дБ) 0,6 1,0 7 0,6 |
|
* Погрешность указана в процентах от измеряемой величины.
Дополнительным средством измерения может служить безэховая камера. Основным требованием к ней является обеспечение двукратных отражений с суммарным поглощением не менее 35 дБ.
Для повышения точности измерений влияние этих отражений на результат измерений можно в значительной мере исключить как систематическую ошибку.
В автоматических измерительных комплексах аппаратуры, управляемых через ЭВМ, измерительный зонд при помощи механического сканера перемещается на плоскости в раскрыве остронаправленной антенны по растровому закону — вертикальными строками при горизонтальном шаговом движении или наоборот. Ввод измерительной информации в ЭВМ осуществляется в реальном масштабе времени. После окончания цикла измерения поля в раскрыве ЭВМ автоматически переходит в режим обработки и выдачи протокола измерений.
ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ
Развертывают измерительный комплекс аппаратуры в рабочее положение. Для этого механический сканер устанавливают в раскрыве испытуемой остронаправленной антенны перпендикулярно к ее геометрической оси.
После установки измерительной аппаратуры в рабочее положение в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации комплекса включают аппаратуру и выдерживают для прогрева 1 ч.
Проверяют режимы работы отдельных устройств и комплекса в целом согласно руководству по эксплуатации.
Устанавливают элементы аппаратуры и индикаторы в исходное состояние.
ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
Измерительный комплекс аппаратуры переводят в автоматический режим работы согласно руководству по эксплуатации.
По контрольно-измерительным приборам измерительного комплекса аппаратуры следят за ходом работы комплекса.
Проверяют поступивший с выхода ЭВМ протокол аттестации остронаправленной антенны.
ОБРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Обработка результатов измерений производится автоматически в процессе выполнения измерений. Процесс обработки делится на два основных цикла: выполнение преобразования поля (моделирование ДН) и проведение окончательной обработки (расчет параметров). Указанные циклы могут выполняться с разнесением во времени по отношению к процессу измерений.
Алгоритмы, расчетные соотношения и методики определения параметров приведены в обязательном приложении 3.Результаты измерений печатаются на выходе ЭЦВМ в виде протокола автоматической аттестации остронаправленной антенны. Форма протокола приведена <в рекомендуемом приложении 4.
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Требования безопасности работы по настоящей методике должны соответствовать ГОСТ 12.1.006—76.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
|
№ п/п. |
Наименование устройства измерительного комплекса |
Характеристики* |
|
1 |
Измерительный генератор по ГОСТ 14661—69, ГОСТ 14126—78 и ГОСТ 17193—71 |
Стабильность не хуже 1.10-4 по частоте и ±3°/о; по мощности за один цикл измерений. Разность электрических длин опорного и сигнального трактов не более 10 X |
|
2 |
Измерительный зонд (стандартный волновод) |
Неравномерность ДН в пределах раскрыва испытуемой антенны не более 0,8 дБ |
|
3 |
Сканер |
Размеры рабочей поверхности L > D+2d tga, где D — размер геометрического раскрыва остронаправленной антенны, м; d — расстояние от геометрического раскрыва до рабочей поверхности сканера, м; 2а — угловая ширина определяемого сектора ДН, угловые градусы. Шаг измерений (дискретизации) X 0,5 X < т < —, см. 2 sin а Верхняя граница для шага может использоваться с компенсацией ошибок путем фильтрации пространственных гармоник. |
|
№ п/п. |
Наименование устройства измерительного комплекса |
Характеристики2 |
|
« |
|
Погрешность шага не более 0,1 К Среднее квадратическое отклонение рабочей поверхности сканирования от плоскости не более Х/300. Угловая погрешность установки сканера относительно антенны не должна превышать допустимую погрешность определения смещения электрической оси остронаправленной антенны по геометрической. |
|
4 |
Амплифазометр |
Чувствительность определяется мощностью генератора, трактом и отношением площадей раскрывов испытуемой остронаправленной антенны и измерительного зонда. Динамический диапазон входного сигнала 20 дБ. Относительная погрешность измерения амплитуды 1 дБ. Среднеквадратическая фазовая ошибка не более 2°. |
|
5 |
Подвижная линия передачи сигнала |
Нестабильность фазовой характеристики не более 1° (среднеквадратическое значение). |
|
6 |
Преобразователь сигналов по ГОСТ 14014—68 типа Ф 722/4 |
Включает аналого-цифровой преобразователь и устройство ввода данных в ЭЦВМ. |
|
7 |
Устройство автоматического управления сканера |
Максимальные ошибки следования управляющих команд не более т/10 |
|
8 |
ЭЦВМ семейства «Наири» |
Универсальная ЭЦВМ или спецпроцессор с объемом оперативной памяти в соответствии с размерами обрабатываемой матрицы измерительной информации. |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное
НОМОГРАММЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМ ТОЧНОСТИ
ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
(АФР] ПОЛЯ В РАСКРЫВЕ ОСТРОНАПРАВЛЕННЫХ
АНТЕНН
* Приведенные номограммы составлены на основе соотношений статистической теории линейных антенн при синфазном равномерном распределении поля и при критическом радиусе корреляции погрешностей измерений. Схема пользования номограммами приведена на левом верхнем углу. В номограммах приняты следующие обозначения:
о° —среднее квадратическое отклонение результатов измерений фазового распределения поля в раскрыве, в угловых градусах;
ОдБ—среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитуд- 2 т 2 ного распределения поля в раскрыве, в децибеллах, а=о„--оА, где —в радианах, —в неперах;
ГЛ — ширина главного лепестка ДН по половинной мощности, %;
МБІ— уровень максимума первого бокового лепестка, %;
«фон» —< уровень достоверного определения первого минимума, %;
См1 — смещение максимума первого бокового лепестка ДН;
, Ст1 — смещение первого минимума
.Номограммы норм точности измерения АФР в раскрыве СВЧ антенн
