---

5 Методы измерений и испытаний

5.1 Измерения параметров и испытания антенной системы

5.1.1 Измерения ДН и уровня боковых лепестков в диапазоне частот передачи проводится по схеме, приведенной на рисунке 1.

5.1.1.1 Испытуемая ЗС излучает немодулированный сигнал на средней частоте выбранного для измерений высокочастотного ствола с уровнем мощности, соответствующим линейному участку амплитудной характеристики ретранслятора ИСЗ.

Рисунок 1

_______________

* Цифрами в скобках здесь и далее на рисунках и в тексте обозначены порядковые номера приборов в соответствии с таблицей А1 (приложение А). Если в обозначении даны номера нескольких приборов, используется любой из них.

5.1.1.2 Измерение и запись ДН в азимутальной и угломестной плоскостях проводит контрольная станция. Испытуемая антенна должна поворачиваться с помощью штатных приводов поочередно в азимутальной и угломестной плоскостях в угловых пределах, заданных в ОСТ 45.123 (пункт 5.2.6), или, в случае возникновения для этого препятствий, в пределах не менее 5 градусов от направления на ИСЗ. График ДН регистрируется на ленте самописца или планшете графопостроителя, подключенного к анализатору спектра. В случае невозможности проведения измерений параметров ДН антенны в условиях линейных испытаний измерения в угловых пределах согласно ОСТ 45.123 (пункт 5.2.6) проводятся на заводских испытаниях на заводе-изготовителе.

5.1.1.3 Для расчета коэффициента усиления антенны необходимо дополнительно измерить ДН по азимуту и углу места в угловом секторе, содержащем главный и первые боковые лепестки, с масштабом по оси уровней не более (3-5) дБ/см. Данные измерения выполняются на крайней нижней, центральной и крайней верхней частотах рабочего диапазона антенны, указанного в спецификации.

5.1.1.4 Шкала азимутальных углов в ДН должна корректироваться с учетом параллакса в соответствии с выражением

 = 2 arcsin [sin (_изм / 2) cos h], (1)

где _изм — азимутальный угол, отсчитываемый по шкале устройства управления приводами поворота антенны,

h — угол места антенны,

 — угол азимута с учетом коррекции.

5.1.1.5 По измеренным параметрам ДН антенны в азимутальной и угломестной плоскостях определить ширину главного лепестка ДН по уровням минус 3 и минус 10 дБ, обозначаемую соответственно ₃ и ₁₀ в азимутальной плоскости, и ₃ и ₁₀ в угломестной.

5.1.1.6 Далее провести расчет коэффициента усиления антенны на передачу в соответствии с 5.1.2.*

_______________

* Методика по 5.1.2 приемлема только в том случае, если вид измеренной ДН (глубина первых минимумов, уровень первых боковых лепестков, симметрия боковых лепестков) свидетельствует о том, что антенна настроена.

5.1.1.7 На измеренных графиках ДН нанести справочные кривые, которые вычисляются в соответствии с формулами, приведенными в ОСТ 45.123 (пункт 5.2.6). При этом в качестве изотропного уровня, относительно которого рассчитываются точки справочных кривых, принимается уровень, равный взятому со знаком минус коэффициенту усиления антенны в дБ, вычисленному в соответствии с методикой 5.1.2.

5.1.1.8 Подсчитать количество боковых лепестков, уровень которых превышает уровень, заданный справочной кривой, по отношению к общему количеству зарегистрированных в данной ДН боковых лепестков (в %).

5.1.1.9 Измерения ДН антенны в диапазоне частот приема проводятся с помощью контрольной станции, которая излучает немодулированный сигнал на средней частоте выбранного для измерений высокочастотного ствола с уровнем мощности, соответствующем линейному участку амплитудной характеристики ретранслятора ИСЗ (рисунок 2).

Измерения проводятся в угловом секторе, соответствующем требованиям ОСТ 45.123 (пункт 5.2.6) и, кроме того, в узком секторе, содержащем главный и первые боковые лепестки, по методике, аналогичной приведенной в 5.1.1.1—5.1.1.5.

Рисунок 2

5.1.2 Определение коэффициента усиления антенны G, дБ, проводится расчетным путем на основании результатов измерения ширины ДН антенны на прием и передачу по уровням минус 3 и минус 10 дБ по следующим формулам

(2)

(3)

(4)

где ₃ и ₃ — ширина главного лепестка ДН в градусах по уровню минус 3 дБ в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно,

₁₀ и ₁₀ — ширина главного лепестка ДН в градусах по уровню минус 10 дБ в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно.

5.1.3 Измерение КПР антенны в диапазоне частот передачи производится в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 1, и в диапазоне частот приема в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 2.*

_______________

* Предполагается, что данные измерения проводятся через ИСЗ с антенными устройствами бортового ретранслятора с известной КПР величиной не менее (40 — 45) дБ. При отсутствии такой возможности КПР антенны измеряется в ходе заводских (полигонных) испытаний с помощью вспомогательной антенны.

5.1.3.1 В соответствии с методиками по 5.1.1.1 — 5.1.1.3 измерить ДН антенны на основной поляризации на центральных частотах передачи и приема в узком секторе углов, содержащем главный, первые и вторые боковые лепестки.

5.1.3.2 Переключить в антенне поляризацию принимаемого сигнала на ортогональную. Например, если основной на приеме является круговая поляризация правого направления вращения, то необходимо включить прием на круговой поляризации левого направления вращения и наоборот. Переключение поляризации можно выполнить в зависимости от конкретного конструктивного исполнения антенны одним из следующих способов:

- в схеме без поляризационного уплотнения необходимо повернуть поляризатор вокруг своей оси относительно поляризационного фильтра (если используется круговая поляризация) или поляризационный фильтр (если используется линейная поляризация) на 90° в любую сторону в соответствии с инструкцией по эксплуатации;

- в схеме с поляризационным уплотнением необходимо подключить МШУ, с которым проводилось измерение ДН на основной поляризации, к фланцу второго приемного входа — при измерении КПР на прием, и усилитель мощности, с которым проводилось измерение ДН на основной поляризации, ко второму передающему входу волноводного тракта — при измерении КПР на передачу.

5.1.3.3 Измерить и обработать ДН антенны на кроссполяризации в диапазонах частот приема и передачи, руководствуясь при этом 5.1.1.1 — 5.1.1.3. В процессе проведения этих измерений нельзя изменять усиление в приемном и передающем трактах испытуемой ЗС и КС, изменять усиление измерительных приборов. Согласование действий операторов, выполняющих измерения на контрольной и земной станциях, должно быть проведено до начала измерений.

5.1.3.4 Отсчитать по анализатору спектра уровень сигнала Е_КПР, дБм, при углах _0,5 и _0,5 ДН на кроссполяризации, где _0,5 и _0,5 — углы относительно максимума в ДН на основной поляризации в плоскостях азимута и угла места, соответствующие уровню минус 0,5 дБ. Разность уровня сигнала в максимуме ДН на основной поляризации Е_мах, дБм, (за вычетом 0,5 дБ) и отсчитанного указанным образом уровня по ДН на кроссполяризации представляет собой величину КПР при отклонении от максимума ДН на 0,5 дБ согласно формуле

КПР (дБ) = Е_мах - Е_КПР - 0,5 дБ. (5)

5.1.3.5 Проверка вида поляризации сигналов приема и передачи проводится на основе данных, приведенных в технической документации на антенну.

5.1.4 Определение шумовой температуры антенны в диапазоне частот приема производится по схеме, представленной на рисунке 3.

Рисунок 3

5.1.4.1 Установить испытуемую антенну под углом места 5 или 10° соответственно для диапазонов 4 или 11-12 ГГц и таким азимутальным углом, при котором отсутствует дополнительное затенение местными предметами или возвышенностями. Убедиться в отсутствии сигналов помех в рабочей полосе частот. При наличии помех выбрать для измерений другой азимутальный угол или участок диапазона частот.

5.1.4.2 Зафиксировать на анализаторе спектра уровень шумового сигнала P_N в полосе ствола на выходе МШУ при штатном его подключении.

5.1.4.3 Отключить МШУ от АФУ и подключить к его входу согласованную нагрузку из комплекта измерителя (6). Зафиксировать на анализаторе спектра в той же полосе частот уровень шумового сигнала Р₀.

5.1.4.4 Вычислить шумовую температуру антенны Т_А, К, по формуле

Т_А = N (T₀ + Т_МШУ) - Т_МШУ, (6)

где: N — отношение мощностей Р_N/Р₀,

T₀ = Т + 273 — температура согласованной нагрузки, К,

Т_МШУ — шумовая температура МШУ.

Т — температура окружающего воздуха °С.

5.1.5 Измерение коэффициента стоячей волны антенны производится непосредственным измерением с помощью измерителя модуля коэффициентов передачи и отражения (7), подключенного к приемному или передающему фланцу блока поляризации АФУ во всем диапазоне частот приема или передачи.

5.1.6 Измерение развязки между передающим и приемным трактами в диапазоне частот передачи производится с помощью измерителя модуля коэффициентов передачи и отражения (7) в соответствии с рисунком 4.

Измерение производится во всем диапазоне частот передачи.

Искомая развязка определяется суммированием измеренного затухания в блоке поляризации и затухания в режекторном фильтре, указанном в его паспорте.

Рисунок 4

5.1.7 Проверка максимально допустимой мощности, подводимой ко входу АФУ, производится подключением передающего устройства к антенной системе. Положение антенны по азимуту и углу места, при котором допустимо излучение требуемой мощности в эфир, должно быть заранее согласовано с соответствующими службами. Кроме этого, выбранный азимутальный угол должен исключать прямой солнечный нагрев элементов АФУ.

В случае отсутствия возможности проведения настоящей проверки путем излучения мощности в эфир, проверке на максимально допустимую мощность подвергается АФУ, к выходу которого вместо облучателя антенны подключается согласованная эквивалентная нагрузка, рассчитанная на поглощение заданной мощности.

Антенная система считается выдержавшей настоящие испытания, если в течение часа с момента подачи мощности с выхода передающего устройства в испытываемом устройстве не произошло пробоя или разогрева отдельных элементов до температуры Т + 40 °С или более, где Т — температура окружающего воздуха. Измерение температуры производится с помощью вольтметра (8).

5.1.8 Измерение ошибки наведения антенны в режиме автосопровождения производится с помощью штатного приемника автосопровождения следующим образом:

5.1.8.1 Навести антенну на ИСЗ в режиме ручного управления по максимуму сигнала на входе устройства наведения. Измерить его уровень U₀, мВ, с помощью милливольтметра (9).

5.1.8.2 Отвести антенну в ручном режиме управления от направления на ИСЗ по одной из координат наведения на угол, соответствующий уменьшению уровня принимаемого сигнала на 1,5 дБ, и включить режим автосопровождения. После окончания процесса коррекции системой автосопровождения углового положения антенны вновь измерить уровень сигнала на входе устройства наведения U_i, мВ.

5.1.8.3 Аналогично измерить U_i, мВ, отведя антенну по другой координате.

5.1.8.4 Рассчитать значение U_CP, мВ, равное среднеарифметическому значению U_i по 3 - 5 циклам измерения по каждой из координат.

5.1.8.5 Рассчитать потери принимаемого сигнала из-за ошибки наведения L, дБ, по формуле

L = 20 lg (U₀/U_CP) (7)

5.1.8.6 Пользуясь ДН в узком угловом секторе, измеренной в 5.1.1.3, определить угловую ошибку наведения по каждой из координат.

5.1.8.7 Настоящие измерения проводятся только для антенных систем со следящей системой наведения.

5.1.9 Соответствие требованиям по обеспечению молниезащиты устанавливается путем проверки антенного устройства и его конструкторской документации на наличие в них молниеотвода, выполненного в соответствии с действующими нормами и положениями по устройству молниеотводов, предусмотренных [3], [4], [5], [6].

5.1.10 Проверка АФУ на герметичность проводится на стенде, схема которого приведена на рисунке 5. Присоединить выход волновода испытываемого АФУ к камере стенда. Через обратный клапан установить избыточное давление воздуха в камере, равное 20⁺¹⁰ кПа (0,2^+0,1 кгс/см²). АФУ считается герметичным при падении давления по показанию манометра не более, чем на 50% в течение 3 ч.

Рисунок 5

5.1.11 Проверка срока службы антенного устройства проводится на основании данных, приведенных в технической документации на антенну, представленной изготовителем, и данных по учету ее гарантийного обслуживания.

5.2. Измерение параметров и испытания передающего устройства

5.2.1 Измерение диапазона частот сигналов на входе и диапазона частот сигналов на выходе испытуемого устройства (передающего устройства, повышающего преобразователя частоты, усилителя мощности) проводить одновременно с измерением уровня мощности сигнала на входе и уровня мощности сигнала на выходе по схеме, представленной на рисунке 6. Направленный ответвитель (НО) использовать при необходимости.

Рисунок 6

5.2.1.1 Подать от генератора на вход испытуемого устройства немодулированный сигнал с частотой, соответствующей центральной частоте входного диапазона частот, и с максимальным уровнем мощности, значения которых приведены в спецификации испытуемого устройства.

Если в испытуемом устройстве предусмотрена установка значения частоты выходного сигнала по частотным стволам, то установить номер ствола с наименьшей частотой, указанной в спецификации испытуемого устройства.