Методика поверки «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА-18БМ1 18» (165-17-09 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального директора -заместитель по научной работе

ФГУП «ВНИИФТРИ»

«

Инструкция

Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА-18БМ1 18

Методика поверки

165-17-09 МП

2017 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 7 ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ПОВЕРКИ

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1 Внешний осмотр

  • 8.2 Опробование

  • 8.3 Определение метрологических характеристик

    • 8.3.1 Определение погрешности измерений амплитудного распределения электромагнитного поля и абсолютной погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля. 7

    • 8.3.2 Определение погрешности измерений относительных уровней амплитудных диаграмм направленности и абсолютной погрешности измерений фазовых диаграмм направленности.... 14

    • 8.3.3 Определение погрешности измерений коэффициента усиления антенн

    • 8.3.4 Определение неравномерности частотных характеристик между каналами

стробоскопического приемного модуля

• 8.3.5 Определение диапазона рабочих частот

• 8.3.6 Определение размеров рабочей области сканирования

• 8.3.7 Определение сектора углов восстанавливаемых диаграмм направленности

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок комплекса автоматизированного измерительно-вычислительного ТМСА-18БМ1 18, изготовленного ООО «НПП «ТРИМ СШП Измерительные системы», г. Санкт-Петербург, заводской № 003М (далее - комплекс).

Первичная поверка комплекса проводится при вводе его в эксплуатацию и после ремонта.

Периодическая поверка комплекса проводится в ходе его эксплуатации и хранения.

• 1.2 Комплекс предназначен для измерений радиотехнических характеристик антенн.

• 1.3 Поверка комплекса проводится не реже одного раза в 24 (двадцать четыре) месяца.

При проведении поверки комплекса должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

3.1 При проведении поверки комплекса должны быть применены средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства измерений для поверки комплекса

• 3.2 Допускается использовать аналогичные средства поверки, которые обеспечат измерения соответствующих параметров с требуемой точностью.

• 3.3 Средства поверки должны быть исправны, поверены и иметь свидетельства о поверке.

• 4.1 Поверка должна осуществляться лицами с высшим и среднем техническим образованием, аттестованными в качестве поверителей в области радиотехнических измерений в соответствии с ГОСТ Р 56069-2014, и имеющими квалификационную группу электробезопасности не ниже третьей.

• 4.2 Перед проведением поверки поверитель должен предварительно ознакомиться с документом «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА-18БМ1 18. Руководство по эксплуатации. ТМСА 003. 018. 00Б РЭ».

• 5.1 При проведении поверки должны быть соблюдены все требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019-80 «ССБТ. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности», а также требования безопасности, приведённые в эксплуатационной документации на составные элементы комплекса и средства поверки.

• 5.2 Размещение и подключение измерительных приборов разрешается производить только при выключенном питании.

• 6.1 При проведении поверки комплекса должны соблюдаться условия, приведенные в таблице 3.

Таблица 3 - Условия проведения поверки комплекса

• 7.1 Проверить наличие эксплуатационной документации и срок действия свидетельств о поверке на средства поверки.

• 7.2 Подготовить средства поверки к проведению измерений в соответствии с руководствами по их эксплуатации.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 При проведении внешнего осмотра комплекса проверить:

• - комплектность и маркировку комплекса;

• - наружную поверхность элементов комплекса, в том числе управляющих и питающих кабелей;

• - состояние органов управления;

• 8.1.2 Проверку комплектности комплекса проводить сличением действительной комплектности с данными, приведенными в разделе «Комплект поставки» документа «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА-18БМ1 18. Паспорт. ТМСА 003. 018. 00Б ПС» (далее - ПС).

• 8.1.3 Проверку маркировки производить путем внешнего осмотра и сличением с данными, приведенными в ПС.

• 8.1.4 Результаты внешнего осмотра считать положительными, если:

• - комплектность и маркировка комплекса соответствует ПС;

• - наружная поверхность комплекса не имеет механических повреждений и других дефектов;

• - управляющие и питающие кабели не имеют механических и электрических повреждений;

• - органы управления закреплены прочно и без перекосов, действуют плавно и обеспечивают надежную фиксацию;

• - все надписи на органах управления и индикации четкие и соответствуют их функциональному назначению.

В противном случае результаты внешнего осмотра считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.2.1 Идентификация программного обеспечения (далее - ПО)

  • 8.2.1.1 Включить персональные компьютеры (далее - ПК), для чего:

• - на блоке источника бесперебойного питания нажать кнопку ВКЛ;

• - нажать на системном блоке ПК кнопку включения;

• - включить монитор.

После загрузки операционной системы WINDOWS 7 на экране монитора ПК наблюдать иконку программы NFMeas6, NFCalc, AmrView.

Установить далее на ПК программу, позволяющую определять версию и контрольную сумму файла по алгоритму MD5, например, программу «HashTab».

• 8.2.1.2 Выбрать в папке TRIM файл NFMeas6.exe, нажать на правую кнопку мыши на файле и выбрать пункт «Свойства». Открыть вкладку «Хеш-суммы файлов». Наблюдать контрольную сумму файла NFMeas6.exe по алгоритму MD5. Открыть вкладку «О программе». Наблюдать значение версии файла NFMeas6.exe. Результаты наблюдения зафиксировать в рабочем журнале.

• 8.2.1.3 Повторить операции п. 8.2.1.2 для программ NFCalc.exe и AmrView.exe.

• 8.2.1.4 Сравнить полученные контрольные суммы и версии с их значениями, записанными в ПС. Результат сравнения зафиксировать в рабочем журнале.

• 8.2.1.5 Результаты идентификации ПО считать положительными, если полученные идентификационные данные ПО соответствуют значениям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

В противном случае результаты проверки соответствия ПО считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

8.2.2 Проверка работоспособности

• 8.2.2.1 Подготовить комплекс к работе в соответствии с РЭ.

• 8.2.2.2 Проверить работоспособность аппаратуры комплекса путем проверки отсутствия сообщений об ошибках и неисправностях при загрузке программного продукта для измерений в ближней зоне «NFMeas6v>.

• 8.2.2.3 Проверить работоспособность всех приводов четырехкоординатного Т-сканера:

• - при перемещении по оси Ох;

• - при перемещении по оси Оу;

• - при перемещении по оси Oz;

• - при вращении каретки зонда в плоскости поляризации.

• 8.2.2.4 Проверить работоспособность всех приводов трехкоординатного опорноповоротного устройства:

• - при перемещении по оси Oz;

• - при вращении в азимутальной плоскости;

• - при вращении в плоскости поляризации.

• 8.2.2.5 В соответствии с РЭ установить антенну П6-123 из состава антенного измери-тель-ного комплекта АПК 1-40Б в рабочую зону сканера. Настроить комплекс и провести измерения амплитудной диаграммы направленности антенны П6-123 на частотах 1; 6 и 12 ГГц. При изме-рениях использовать любой из входов сверхширокополосного приемника.

• 8.2.2.6 В соответствии с РЭ установить антенну П6-140 из состава антенного измери-тель-ного комплекта АПК 1-40Б в рабочую зону сканера. Настроить комплекс и провести измерения амплитудной диаграммы направленности антенны П6-140 на частоте 18 ГГц. При измерениях использовать любой из входов сверхширокополосного приемника.

• 8.2.2.7 Результаты поверки считать положительными, если четырехкоординатный Т-сканер обеспечивает перемещение антенны-зонда по осям Ох, Оу, Oz и в плоскости поляризации, трехкоординатное опорно-поворотное устройство обеспечивает перемещение по оси Oz, вращение в азимутальной плоскости и плоскости поляризации, комплекс обеспечивает измерения амплитудных диаграмм направленности, а также отсутствует программная или аппаратная сигнализация о неисправностях комплекса..

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.1.1 Погрешность измерений амплитудного распределения электромагнитного поля 6_А, дБ, определить по формулам (1) - (4):

^=20lg(l + KSj,

К =

5

где 0_М - погрешность измерений отношений уровней сверхширокополосным приемником из состава комплекса;

в_А2- погрешность измерений, обусловленная неидеальной поляризационной развязкой антенн-зондов из состава комплекса;

S - среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного распределения;

А - результат измерений амплитудного распределения;

А - среднее арифметическое результатов измерений амплитудного распределения;

t - коэффициент Стьюдента для заданного числа реализаций измерений амплитудного распределения.

Абсолютную погрешность измерений фазового распределения электромагнитного поля А_ф, градус, определить по формулам (5) - (8):

т -1

(8)

где 0_ФХ - погрешность измерений фазы сигнала, обусловленная неточностью измерений временных интервалов сверхширокополосным приемником, рад;

^Ф2 ‘ погрешность измерений фазы, обусловленная неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования, рад;

Sq> - среднее квадратическое отклонение результатов измерений фазового распределения, рад;

ср - результат измерений фазового распределения, рад;

у - среднее арифметическое результатов измерений фазового распределения, рад.

Погрешность измерений амплитудного распределения электромагнитного поля и погрешность измерений фазового распределения электромагнитного поля определить при относительных уровнях амплитудного распределения от -10 до -50 дБ с интервалом 10 дБ. Динамический диапазон измерений амплитудного распределения при этом должен составлять не менее 60 дБ. Под динамическим диапазоном измерений амплитудного распределения понимать отношение максимального уровня амплитудного распределения к среднему уровню измеряемых радиошумов.

Погрешность измерений амплитудного распределения электромагнитного поля и погрешность измерений фазового распределения электромагнитного поля определить на частотах 1; 10; 18 ГГц.

На частотах 1 и 10 ГГц ограничиться формулами (9) и (10):

(9)

Частные составляющие погрешности измерений (слагаемые в выражениях (2), (3), (6), (7)) определить по следующим методикам.

• 8.3.1.2 Погрешность измерений отношений уровней сигналов сверхширокополосным (далее - СШП) приемником из состава комплекса определить при помощи аттенюатора Agilent 84908М.

Подключить к входу выносного смесителя СШП приемника TMR 8218-6 генераторный модуль (высокочастотный канал) через программируемый аттенюатор 84908М.

В случае, если амплитуда сигнала на входе приемного устройства при нулевом ослаблении программируемого аттенюатора превышает 0,7 В, установить в радиочастотный тракт дополнительные фиксированные аттенюаторы для достижения величины амплитуды сигнала (0,5 -0,7) В.

Установить временную развертку Т_РАЗВ СШП приемного устройства TMR 8218-6 равной 0,5...2 нс в зависимости от формы сигнала, количество временных отсчетов 2048, количество усреднений сигнала 128. Фронт импульсного сигнала установить с задержкой, соответствующей 1/5 ширины временной развертки.

Выполнить автоматическую калибровку каналов стробоскопического преобразователя согласно РЭ.

Записать сигналы s_A(nT) на входе стробоскопического преобразователя в память ЭВМ в текстовом формате поочередно для ослаблений А программируемого аттенюатора 0, 10, 20, 30, 40 и 50 дБ.

Обработку сигналов производить в математических программных пакетах.

Совместить измеренные сигналы по характерным точкам путем добавления нулевых отсчетов в начале сигнальных массивов.

Подвергнуть записанные сигналы быстрому преобразованию Фурье. Для устранения разрывов сигнала на краях развертки применить сглаживающую оконную функция на основе окна Ханна с длительностью, равной интервалу от фронта импульсного сигнала до его спада по уровню 0,1 (рисунок 1). Построить нормированную амплитудную характеристику стробоскопического преобразователя в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц с шагом по частоте, равным 1/Т

¹' ¹ РАЗВ •

Рисунок 1 - Пример спектральной обработки импульсных сигналов

Подключить программируемый аттенюатор 84908М к векторному анализатору цепей N5224A. Провести измерения величин вводимого относительного ослабления (без учета собственно ослабления аттенюатора) аналогично вышеописанному в соответствии с РЭ на анализатор цепей. Измерения проводить с шагом по частоте 1/Г_РАЗВ в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц, выходная мощность источника должна иметь значение, устанавливаемое по умолчанию, при ослаблении минус 45 дБ должно обеспечиваться отношение сигнал/шум не менее 40 дБ.

Зафиксировать результаты измерений L_OdB(nf), L_iOdB(nf) ... L_50dB(nf) в памяти ПЭВМ в текстовом формате.

Погрешность измерений отношений уровней Д_л(и/), дБ, для каждого номинального ослабления в рабочем диапазоне частот рассчитать по формуле (11):

(«/)=                                     («/)]>                         С¹¹)

где Л^в(^и/) ^и 4и/в(^и/) ‘ результаты измерений уровней спектров при соответствующих значениях ослабления программируемого аттенюатора (х=10; 20; 30; 40; 50 дБ);

L_OdB(nf) и ^xdB (ⁿf) ' результаты измерений ослабления программируемого аттенюатора анали

затором цепей, дБ.

В качестве погрешности измерений отношений уровней 0_Л1 для каждого номинального ослабления приять среднее значение модуля Д_л(и/) в диапазоне частот (12):

(12)

Результаты испытаний записать в таблицу 4.

Таблица 4 - Результаты оценки погрешности измерений отношений уровней СШП приемником

из состава комплекса

• 8.3.1.3 Погрешность измерений, обусловленную неидеальной поляризационной развязкой антенн-зондов из состава комплекса, определить по формуле (13):

0_А2 = (1 + 10™)²-1,                                (13)

где кпр - минимальный уровень кроссполяризационной развязки антенн-зондов из состава комплекса, принимаемый равным -20 дБ.

• 8.3.1.4 Погрешность измерений фазы сигнала, обусловленную неточностью измерений временных интервалов сверхширокополосным приемником из состава комплекса определить с помощью аттенюатора Agilent 84908М.

Подключить к входу выносного смесителя СШП приемника TMR 8218-6 генераторный модуль (высокочастотный канал) через программируемый аттенюатор 84908М.

В случае, если амплитуда сигнала на входе приемного устройства при нулевом ослаблении программируемого аттенюатора превышает 0,7 В, установить в радиочастотный тракт дополнительные фиксированные аттенюаторы для достижения величины амплитуды сигнала (0,5 -0,7) В.

Установить временную развертку Г_РАЗВ СШП приемного устройства TMR 8218-6 равной 0,5...2 нс в зависимости от формы сигнала, количество временных отсчетов 2048, количество усреднений сигнала 128. Фронт импульсного сигнала установить с задержкой, соответствующей 1/5 ширины временной развертки.

Выполнить автоматическую калибровку каналов стробоскопического преобразователя согласно РЭ.

Записать сигналы s_A(nT) на входе стробоскопического преобразователя в память ЭВМ в текстовом формате поочередно для ослаблений А программируемого аттенюатора 0, 10, 20, 30, 40 и 50 дБ.

Обработку сигналов производить в программных пакетах Mathcad или MatLab.

Совместить измеренные сигналы по характерным точкам путем добавления нулевых отсчетов в начале сигнальных массивов.

Подвергнуть записанные сигналы быстрому преобразованию Фурье. Для устранения разрывов сигнала на краях развертки применить сглаживающую оконную функция на основе окна Ханна с длительностью, равной интервалу от фронта импульсного сигнала до его спада по уровню 0,1. Построить фазовую характеристику стробоскопического преобразователя в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц с шагом по частоте, равным 1 / Г_РАЗВ .

Подключить программируемый аттенюатор 84908М к векторному анализатору цепей N5224A. Провести измерения фазы комплексного коэффициента передачи при внесении соответствующих номиналов ослабления (без учета собственно ослабления аттенюатора) в соответствии с РЭ на анализатор цепей. Измерения проводить с шагом по частоте 1 / Т_РАЗВ в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц, выходная мощность источника должна иметь значение, устанавливаемое по умолчанию, при ослаблении минус 45 дБ должно обеспечиваться отношение сигнал/шум не менее 40 дБ.

Зафиксировать результаты измерений r_odB(nf), v_lOdB(nf) ... r_50dB(nf) в памяти ПЭВМ в текстовом формате.

Погрешность измерений фазы сигнала Л,(и/), дБ, для каждого номинального ослабления в рабочем диапазоне частот рассчитать по формуле (14):

где t_odB (nf) и (nf) - результаты расчетов фазы сигнала, выполненных на основе измерений СШП приемника, при соответствующих значениях ослабления программируемого аттенюатора (х=10; 20; 30; 40; 50 дБ);

^го^(^л/) ^и        " результаты измерений ослабления программируемого аттенюатора анали

затором цепей, дБ.

В качестве погрешности измерений фазы сигнала, обусловленной неточностью измерений временных интервалов сверхширокополосным приемником из состава комплекса 0_Ф1 для каждого номинального ослабления приять среднее значение модуля Д₍ (и/) в диапазоне частот (15):

=-Х|Л,И-                         (15)

П п

Результаты испытаний записать в таблицу 5.

Таблица 5 - Результаты оценки погрешности измерений фазы сигнала, обусловленной неточно-стью измерений временных интервалов СШП приемником из состава комплекса

• 8.3.1.5 Погрешность измерений фазы, обусловленную неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования, определить с помощью системы лазерной координатно-измерительной Leica АТ401.

Подготовить комплекс к измерению характеристик антенн в ближней зоне в соответствии с РЭ.

Подготовить систему лазерную координатно-измерительную Leica АТ401 к измерению в соответствии с эксплуатационной документацией на нее.

Оптический отражатель из состава системы лазерной координатно-измерительной Leica АТ401 закрепить на антенну-зонд, установленную на сканере из состава комплекса, в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 2.

1 - антенна-зонд; 2 - оптический отражатель; 3 - система Leica АТ401; 4 - сканер Рисунок 2 - Схема измерений характеристик позиционирования сканера

С помощью программы ручного управления сканером (рисунок 3) в соответствующей вкладке программного продукта для измерений в ближней зоне «NFMeas6» переместить антенну-зонд в крайнее центральное левое положение. Зафиксировать показания Leica АТ401.

Рисунок 3 - Меню программы для ручного управления движением сканера

Перемещая антенну-зонд с установленным оптическим отражателем вдоль оси Ох в пределах рабочей зоны сканера с шагом A_min /2, где Л_т1П - минимальная длина волны, соответствующая верхней границе диапазона рабочих частот комплекса, до срабатывания механического ограничителя, фиксировать показания системы лазерной координатно-измерительной Leica АТ401.

С помощью программы ручного управления сканером (рисунок 3) в соответствующей вкладке программного продукта для измерений в ближней зоне «NFMeas6» переместить антенну-зонд в крайнее центральное нижнее положение. Зафиксировать показания Leica АТ401.

Перемещая антенну-зонд с установленным оптическим отражателем вдоль оси Оу в пределах рабочей зоны сканера с шагом &_minl2, до срабатывания механического ограничителя, фиксировать показания системы лазерной координатно-измерительной Leica АТ401.

Рассчитать погрешность позиционирования антенны-зонда как разность между координатами вертикальной плоскости измерений системы лазерной координатно-измерительной Leica АТ401 и измеренными координатами положения антенны-зонда Az, м.

Погрешность измерений фазы А^(/), рад, обусловленную неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования, для каждого номинала частоты, указанного в п.

8.3.1.1, оценить по формуле (16):

&<p(f) = k-Az,                                     (16)

где к = 2^/2 - волновое число, 1/м;

Л - длина волны, соответствующая частотам, указанным в п. 5.1.1, м.

За погрешность измерений фазы в_й2 для каждого номинала частоты, указанного в п.

8.3.1.1, принять среднее квадратическое значение погрешности, определенное по формуле (17): где М - число точек, в которых проводились измерения пространственного положения антенны-зонда.

Размеры рабочей области сканирования по осям Ох и Оу рассчитать как разность между показаниями системы лазерной координатно-измерительной Leica АТ401 в момент срабатывания механического ограничителя сканера и ее показаниями при установке антенны-зонда в крайние положения.

• 8.3.1.6 Оценку среднего квадратического отклонения результатов измерений амплитудного и фазового распределений (АФР) проводить методом прямых измерений с многократными наблюдениями распределения поля, формируемого на плоскости сканирования антенной П6-140 из состава антенного измерительного комплекта АПК 1-40Б.

Антенну П6-140 установить на опорно-поворотное устройство в положение, соответствующее вертикальной поляризации, таким образом, чтобы плоскость раскрыва была параллельна плоскости сканирования.

Используя режим ручного или дистанционного управления сканера, установить антенну-зонд соосно с антенной П6-140 в положение, соответствующее вертикальной поляризации.

Расстояние между раскрывами антенны П6-140 и антенны-зонда установить равным ЗХ, где X - максимальная длина волны измеряемого поддиапазона частот.

Запустить программу измерений в ближней зоне.

Открыть вкладку «ДАННЫЕ» и установить следующие настройки:

• - «ИСТОЧНИК» - в соответствии с тем, к какому каналу подключена антенна П6-140;

• - «КОЛИЧЕСТВО ТОЧЕК» - 2048;

• - «УСРЕДНЕНИЕ» -128;

• - «ПАПКА ДЛЯ СОХРАНЕННЫХ ДАННЫХ» - произвольно.

Подать питание на СШП передатчик.

В меню «ВРЕМЯ» и «КАНАЛ...» регулировать параметры «ВРЕМЯ/ДЕЛЕНИЕ», «ЗАДЕРЖКА» и «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ/ДЕЛЕНИЕ» таким образом, чтобы во временном окне полностью укладывался импульс (по времени и амплитуде на 2/3 окна), а задержка была равна одному делению по шкале времени.

Незначительно перемещая антенну-зонд (программно или дистанционно) в плоскости XY, добиться максимального значения амплитуды импульса. Положение антенны-зонда, соответствующее этому максимальному значению, принять за нулевое, нажав соответствующую клавишу во вкладке «РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ».

Далее установить следующие настройки:

• - шаг сканирования - не более Х/2;

• - режим сканирования - непрерывное сканирование с реверсом;

• - поляризация измеряемой антенны - вертикальная;

• - поляризация зонда - вертикальная.

Перемещая зонд вдоль оси X и вдоль оси Y относительно нулевого положения, фиксировать значения амплитуды импульса. Положения зонда по оси X и оси Y, при которых амплитуда зондирующего импульса будет минимальна (оценивать по результатам измерений осциллографа, визуализируемых в соответствующем окне программы измерений во временной области), будут определять границы области сканирования по соответствующим осям.

Нажать кнопку «НАЧАТЬ ИЗМЕРЕНИЯ».

Измерить АФР не менее 7 раз с интервалом не менее 5 мин (далее по тексту - результаты измерений АФР, полученные в ходе одного сканирования, - реализация).

Запустить программу расчета характеристик антенн по данным в ближнем поле nfcalc.exe, входящую в комплект поставки комплекса. На частоте 18 ГГц рассчитать амплитудные Aj и фазовые cpj распределения. Сохранить результаты расчетов в текстовом формате. С помощью программных средств Mathcad, Mathlab или других сред рассчитать среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного и фазового распределений по формулам (4) и (8), а также погрешности измерений амплитудного и фазового распределений по формулам (1) - (8).

• 8.3.1.7 При периодической поверке значения погрешности измерений фазы, обусловленной неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования, положить равной значениям, полученным при первичной поверке. В случае, если рассчитанные значения погрешности измерений амплитудного и фазового распределений, полученные при периодическое поверке, превысят установленные пределы, необходимо по изложенной в п. 8.3.1.5 методике определить погрешность измерений фазы, обусловленной неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования.

• 8.3.1.8 Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности измерений амплитудного распределения электромагнитного поля (при количестве отсчетов в сигнале не менее 2048, усреднении не менее 128, динамическом диапазоне измерений амплитудного распределения антенны не менее 60 дБ и кроссполяризационной развязке антенны-зонда не менее 20 дБ) находятся в следующих пределах для относительных уровней амплитудного распределения:

  -10 дБ

  -20 дБ

  -30 дБ

  -40 дБ

  -50 дБ

±0,5 дБ;

±0,8 дБ;

±1,0 дБ;

±1,3 дБ;

±2,5 дБ,

а значения абсолютной погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля (при количестве отсчетов в сигнале не менее 2048, усреднении не менее 128, динамическом диапазоне измерений амплитудного распределения антенны не менее 60 дБ) находятся в следующих пределах при относительном уровне амплитудного распределения:

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие one. рации поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.2 Определение погрешности измерений относительных уровней амплитудных диаграмм направленности и абсолютной погрешности измерений фазовых диаграмм направленности

  • 8.3.2.1 Определение погрешности измерений относительных уровней амплитудных диаграмм направленности (АДН) и фазовых диаграмм направленности (ФДН) осуществить методом математического моделирования с учетом результатов, полученных в п. 8.3.1 настоящего документа, путем сравнения невозмущенных амплитудных диаграмм направленности, определенных для антенн с равномерным синфазным распределением токов на апертуре, и тех же диаграмм направленности, но с учетом погрешности измерений амплитудного и фазового распределений (АФР).

  • 8.3.2.2 Невозмущенную диаграмму направленности оценить следующим образом.

Размеры плоскости сканирования выбрать из критерия максимального сектора углов восстанавливаемой ДН, равного ±60°, по формулам (18):

L_x=a + 2R-tg0,                                 (18)

L_y = b + 2R • tg<p,

где Lx, Ly- размеры плоскости сканирования в соответствующих плоскостях, м;

а, b - размеры раскрыва в соответствующих плоскостях, м, а = b > 5Л_тах, где Л_тах - длина волны, соответствующая частотам 1; 10 и 18 ГГц;

R - измерительное расстояние, R = 3 Л_тах, м;

0 = 2,09 рад..

Интервал дискретизации выбрать равным 0,5Л_т(Н..

Для частоты 1 ГГц пересчитать АФР в раскрыве антенны в АФР на плоскости сканирования по формуле (19):

4/ х,у)ехр[ j( <р₀( х,у))] ^(х-х₂)² + (у-у₂)² +R²

где J(x₂, у₂) - АФР на плоскости сканирования;

(х2, у2) - координаты на плоскости сканирования, м; Ао - амплитуда сигнала (Ao = 1 В);

(ро - фаза сигнала (<ро = 0рад);

нирования в плоскости X и Y, соответственно.

Рассчитать нормированную амплитудную диаграмму направленности и фазовую диаграмму направленности по формулам (20) и (21):

Д’ /    )- /l ^2    2     \'⁵(^(^Х2’У2))\

F₀(w,v) = arg[3(J(x₂,y₂))]

где |...| - модуль комплексной величины;

3 (...) - оператор двумерного дискретного преобразования Фурье;

МАХ - максимальное значение амплитудной диаграммы направленности; arg - аргумент функции;

и = sin в • cos (р, v = sin в • sin (р - угловые координаты;

- угловые сектора в системе координат направляющих косинусов

(и, v), в пределах которых восстанавливается диаграмма, рад;

0 = arccosw, <р = arctg —

\и)

• 8.3.2.3 Амплитудную диаграмму антенны и ФДН с учетом погрешности измерений АФР оценить следующим образом.

Значения погрешности измерений амплитудного и фазового распределений для каждого относительного уровня амплитудного распределения М задавать программно с учетом оценки погрешности измерений АФР, полученных в п. 8.3.1, по формулам (22) и (23):

8А = Norm(0, ст² а),                                   (22)

tstp = Norm(Q,cy² <р),                                     (23)

где Norm - генератор случайных величин, распределенных по нормальному закону;

сг_А - среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного распределения <т_л= 10^/2,45;

ст - среднее квадратическое отклонение результатов измерений фазового распределения о_А = Д_ф/2,45.

Рассчитать амплитудное и фазовое распределения ЭМП на плоскости сканирования с учетом погрешности их измерений по формуле (24):

^J\^x2 >У₂) = |Л*2 > У2 + &Oexp(j(arg(j(x₂, у₂))+ Др)).               (24)

Аналогичным образом провести расчет «возмущенных» ДН 7 раз. При каждой последующей реализации воспроизводить новые случайные величины по законам (21).

• 8.3.2.4 Погрешность измерений относительных уровней АДН и ФДН оценить следующим образом.

Среднее квадратическое отклонение результатов измерений уровней АДН и ФДН в двух главных сечениях при ср=О и <р=л/2 рассчитать по формулам (25) и (26):

9

(25)

(26)

где к - число реализаций моделирования, к =7.

Рассчитать погрешность измерений уровней АДН и ФДН по формулам (27) и (28):

<5F_x=±201g(l + 2,45oFj;

1 RO АА_Ф=±--2,45-0Р_Ф.

л

Аналогичные расчеты провести для номиналов частот, указанных в п. 8.3.2.2.

• 8.3.2.5 Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности измерений относительных уровней амплитудных диаграмм направленности до уровней (при крос-споляризационной развязке антенны-зонда не менее 20 дБ, динамическом диапазоне измеренного амплитудного распределения антенны не менее 60 дБ), не превышают пределов:

  -10 дБ	±0,5 дБ;
  -20 дБ	±0,8 дБ;
  -30 дБ	±1,3 дБ;
  -40 дБ	±1,8 дБ;
  -50 дБ	±3,0 дБ,

и значения абсолютной погрешности измерений фазовых диаграмм направленности (при кроссполяризационной развязке антенны-зонда не менее 20 дБ, динамическом диапазоне измеренного амплитудного распределения антенны не менее 60 дБ) при относительных уровнях ам-

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.3.1 Погрешность измерений коэффициента усиления определить расчетным путем при использовании результатов измерений, полученных в п. 8.3.2 настоящей МП.

Погрешность измерений коэффициента усиления 5, дБ, рассчитать по формуле (29):

5 = ±10 lg(l +1,1 •     +   +                                      (²⁹)

где 8i - погрешность измерений АДН до уровней минус 10 дБ, <5/=0,12;

82 - погрешность коэффициента усиления эталонной антенны, 82=0,12; 0,2; 0,41; 0,6;

- погрешность за счет рассогласования.

За погрешность 83 принять максимальное из двух значений, рассчитанных по формулам

где Гэ, Ги, Гк - коэффициенты отражения входов эталонной, испытываемой антенн, входа анализатора из состава комплекса.

Модуль коэффициента отражения связан с коэффициентом стоячей волны по напряжению (КСВН) соотношением (32):

(32)

• 8.3.3.2 При расчетах погрешности за счет рассогласования значение КСВН эталонной антенны, используемой при проведении измерений, не должно превышать 1,2, испытываемой антенны - 2,0, КСВН входа векторного анализатора цепей - 1,2.

• 8.3.3.3 Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности измерений коэффициента усиления антенны методом замещения при КСВН испытываемой антенны не более 2 и погрешности измерений коэффициента усиления эталонной антенны, дБ:

0,5 дБ                   ±0,9 дБ;

0,8 дБ                   ±1,1 дБ;

• 1,5 дБ                   ±1,8 дБ;

2,0 дБ                   ±2,3 дБ.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.4 Определение неравномерности частотных характеристик между каналами стробоскопического приемного модуля

  • 8.3.4.1 Неравномерность частотных характеристик между каналами стробоскопического приемного модуля определить следующим образом.

  • 8.3.4.2 Подключить к входу выносного смесителя СШП приемника TMR 8218-6 генераторный модуль (высокочастотный канал).

В случае, если амплитуда сигнала на входе приемного устройства при нулевом ослаблении программируемого аттенюатора превышает 0,7 В, установить в радиочастотный тракт дополнительные фиксированные аттенюаторы для достижения величины амплитуды сигнала (0,5 -0,7) В.

• 8.3.4.3 Установить временную развертку Т_РАЗВ СШП приемного устройства TMR 8218-6 равной 0,5...2 нс в зависимости от формы сигнала, количество временных отсчетов 2048, количество усреднений сигнала 128. Фронт импульсного сигнала установить с задержкой, соответствующей 1/5 ширины временной развертки.

• 8.3.4.4 Выполнить автоматическую калибровку каналов стробоскопического преобразователя согласно РЭ.

• 8.3.4.5 Записать сигналы s_A(nT) на входе стробоскопического преобразователя в память ЭВМ в текстовом формате поочередно для каждого из четырех каналов стробоскопического четырехканального приемного модуля.

• 8.3.4.6 Обработку сигналов производить в математических программных пакетах. Совместить измеренные сигналы по характерным точкам путем добавления нулевых отсчетов в начале сигнальных массивов.

Подвергнуть записанные сигналы быстрому преобразованию Фурье. Построить нормированную амплитудную характеристику A_icfl(nf) и фазовую характеристику Ф_/сЛ(н/) всех четырех каналов стробоскопического четырехканального приемного модуля в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц с шагом по частоте, равным 1 / Т_РАЗВ .

• 8.3.4.7 Неравномерность частотной характеристики между каналами стробоскопического приемного модуля по амплитуде , дБ, рассчитать как разницу (в логарифмическом масштабе) максимального и минимального значения амплитудной характеристики на частотах 1; 9 и 18 ГГц по формуле (33):

= тах{Д_сА}- тт{Д_сА}.                                 (33)

• 8.3.4.8 Неравномерность частотной характеристики между каналами стробоскопического приемного модуля по амплитуде Ь_фх, градус, рассчитать как разницу (в линейном масштабе) максимального и минимального значения фазовой характеристики на частотах 1; 9 и 18 ГГц по формуле (34):

Ь_ФХ = тах{ф,_сА} - тт{ф,_сА}.                                 (34)

• 8.3.4.9 Результаты поверки считать положительными, если значения неравномерности частотных характеристик между каналами стробоскопического приемного модуля не превышают:

  Частота:

  1 ГГц

  9 ГГц

  18 ГГц

  По амплитуде:

  0,3 дБ

  3,5 дБ

  6,0 дБ

  По фазе: 2,0° 18,0° 27,0°

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.5.1 Проверку диапазона рабочих частот проводить по результатам определения погрешности измерений амплитудного и фазового распределений.

• 8.3.5.2 Результаты поверки считать положительными, если в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц значения погрешности измерений амплитудного и фазового распределений не превышают установленных значений (см. п. 8.3.1). В этом случае диапазон частот комплекса составляет от 1 до 18 ГГц.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.6.1 Определение размеров рабочей области сканирования осуществить по результатам измерений, выполненных в соответствии с п. 8.3.1.5 настоящей МП.

• 8.3.6.2 Результаты поверки считать положительными, если размеры рабочей области сканирования комплекса (длина х высота) не менее 4,5 х 4,0 м.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 8.3.7.1 Определение сектора углов восстанавливаемых диаграмм направленности осуществить по результатам определения погрешности измерений по п.8.3.2.

• 8.3.7.2 Результаты поверки считать положительными и сектор углов восстанавливаемой амплитудной диаграммы направленности в азимутальной и угломестной плоскостях составляет от -60° до 60°, если при заданных в п. 8.3.2 условиях моделирования (секторы углов 0 и <р) рассчитанная погрешность измерений относительных уровней АДН не превышает установленных в п. 8.3.2 значений.

В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить, комплекс бракуется и подлежит ремонту.

• 9.1 Комплекс признается годным, если в ходе поверки все результаты поверки положительные.

• 9.2 Результаты поверки удостоверяются свидетельством о поверке в соответствии с Приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 02 июля 2015 г. № 1815.

• 9.3 Если по результатам поверки комплекс признан непригодным к применению, свиде

тельство о поверке аннулируется и выписывается извещение о непригодности к применению в соответствии с Приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 02 июля 2015 г. №1815.                                             \

Начальник НИО-1 ФГУП «ВНИИФТРИ»

18