Методика поверки «Инструкция Комплекс антенный измерительный ближней зоны «Апертура 9,0х6,0»» (133-19-01 МП)

УТВЕРЖДАЮ

ФГУП

директора -

2019 г.

Первый заместитель заместитель

Инструкция

Комплекс антенный измерительный ближней зоны «Апертура 9,0x6,0»

Методика поверки

133-19-01 МП

2019 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 амплитудной диаграммы направленности и абсолютной погрешности измерений фазовой диаграммы направленности.. 13

    • 8.3.3 Определение погрешности измерений коэффициента усиления антенны методом

замещения

• 8.3.4 Определение относительной погрешности измерений ширины главного лепестка

амплитудных диаграмм направленности

• 8.3.5 Определение относительной погрешности измерений углового положения минимума

разностных амплитудных диаграмм направленности

• 8.3.6 Определение диапазона рабочих частот

• 8.3.7 Определение размеров рабочей области сканирования

• 8.3.8 Определение погрешности установки пространственного положения зонда

• 8.3.9 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 антенного измерительного ближней зоны «Апертура 9,0*6,0», изготовленного ПАО «Радиофизика», г. Москва, заводской № 001 (далее -комплекс).

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

• 1.3 Периодическая поверка комплекса проводится в ходе его эксплуатации и хранения.

• 1.4 Комплекс предназначен для измерений радиотехнических характеристик антенн.

• 1.5 Периодическая поверка комплекса проводится не реже одного раза в 24 (двадцать четыре) месяца.

• 1.6 Не допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов или отдельных автономных блоков или меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений.

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

Таблица 1 - Операции поверки

3 СРЕДСТВА 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 образова-нием, 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 антенный измерительный ближней зоны «Апертура 9,0><6,0». Руководство по эксплуатации. СИКЛ.411713.001 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 Л При проведении поверки комплекса должны соблюдаться условия, приведенные в таблице 3.

Таблица 3 - Условия проведения поверки комплекса

7 Л 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;

8Л.2 Проверку комплектности комплекса проводить сличением действительной комплектности с данными, приведенными в разделе «Комплект поставки» документа «Комплекс антенный измерительный ближней зоны «Апертура 9,0x6,0». Паспорт. СИКЛ.411713.001 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 FrequencyMeas, 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 FrequencyMeas.exe, нажать на правую кнопку мыши на файле и выбрать пункт «Свойства». Открыть вкладку «Хеш-суммы файлов». Наблюдать контрольную сумму файла FrequencyMeas.exe по алгоритму MD5. Открыть вкладку «О программе». Наблюдать значение версии файла FrequencyMeas.exe. Результаты наблюдения зафиксировать в рабочем журнале.

• 8.2.1.3 Повторить операции п. 8.2.1.2 для програмы 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 «FrequencyMeas.exe».

• 8.2.2.3 Проверить работоспособность всех приводов 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 Соединить при помощи перемычки соединитель кабеля «вход антенны-зонда» и соединитель кабеля «выход испытываемой антенны». В соответствии с эксплуатационной документацией подготовить к работе векторный анализатор электрических цепей (далее - анализатор) из состава комплекса, перевести его в режим измерений модуля комплексного коэффициента передачи. Установить следующие настройки анализатора:

• - полоса анализа от 1 до 50 ГГц;

• - ширина полосы пропускания 1 МГц;

• - уровень мощности выходного колебания 0 дБ (мВт).

На экране анализатора наблюдать результат измерений частотной зависимости модуля коэффициента передачи. При этом должны отсутствовать резкие изменения полученной характеристики, свидетельствующие о неудовлетворительном состоянии радиочастотного тракта комплекса.

• 8.2.2.5 Результаты поверки считать положительными, если сканер обеспечивает перемещение антенны-зонда по осям Ох, Оу, Oz и в плоскости поляризации, на экране анализатора

tS + Ll^+e^

/       Л²

А_} - А

(«)

где в_ф1 - погрешность измерений фазы комплексного коэффициента передачи векторным анализатором цепей из состава комплекса, рад;

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

погрешность измерений фазы, обусловленная случайными перегибами радиочастотного тракта комплекса, рад;

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

Ф - результат измерений фазового распределения, рад;

<р - среднее арифметическое значение результатов измерений фазового распределения, рад.

Погрешности измерений амплитудного распределения электромагнитного поля и абсолютные погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля определить при относительных уровнях амплитудного распределения -5 дБ и 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.

Погрешности измерений амплитудного распределения электромагнитного поля и относительные погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля определить на частотах 1; 25; 50 ГГц.

На частотах от 1 до 25 ГГц ограничиться формулами (9) и (10):

Д_х =201g(l + 1.17^,+^₂);                              (9)

Аф=— 1.1^+^+^э •                 (Ю)

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

• 8.3.1.2 Погрешность измерений модуля комплексного коэффициента передачи векторным анализатором цепей из состава комплекса определить при помощи аттенюатора Agilent 84908М.

В измерительный тракт комплекса внести аттенюатор таким образом, чтобы он соединял разъемы радиочастотных кабелей для подключения испытываемой антенны и антенны-зонда. Ослабление аттенюатора установить равным 0 дБ.

Провести полную двухпортовую калибровку анализатора из состава комплекса в комплекте с штатными радиочастотными кабелями, СВЧ-опто и Опто-СВЧ преобразователями и аттенюатором в диапазоне частот от 1 до 26 ГГц в соответствии с технической документацией на него.

Установить следующие настройки анализатора:

• - полоса анализа от 1 до 26 ГГц;

• - ширина полосы пропускания 500 Гц;

• - режим измерений модуля комплексного коэффициента передачи S21;

• - количество точек 3601.

Без подачи мощности с порта генератора векторного анализатора цепей провести изме

ницу АЧХ шума N, дБ.

Увеличивая мощность сигнала с порта генератора анализатора, зафиксировать опорный

уровень, при котором обеспечивается условие

Изменяя ослабление аттенюатора от 0 до 50 дБ с шагом 5 дБ, провести измерения модуля комплексного коэффициента передачи.

Погрешность измерений модуля комплексного коэффициента передачи на каждой частоте /, указанной в п. 83.1.1, рассчитать как разность (в логарифмических единицах) между из

меренным значением модуля коэффициента передачи

ем ослабления аттенюатора £(/), дБ, записанным в его технической документации (свидетельстве о поверке), по формуле (11):

S12(/)-£(/),

За погрешность 0_А} для каждого номинала ослабления, соответствующего относительному уровню амплитудного распределения электромагнитного поля М, принять максимальное значение погрешности измерений ^_Л1(/) соответствующего номинала ослабления аттенюатора

в установленной полосе частот в линейном масштабе (12):

Аналогичные измерения и расчеты выполнить в диапазоне частот от 26 до 50 ГГц. Результаты поверки записать в таблицу 4.

Таблица 4 - Результаты оценки погрешности измерений модуля комплексного коэффициента

передачи анализатором из состава комплекса

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

0_Я2 =(1 + 10^0Ш7Р)²-1,                                   (13)

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

• 83.1.4 Погрешность измерений фазы комплексного коэффициента передачи векторным анализатором цепей из состава комплекса определить с помощью набора мер коэффициентов передачи и отражения 85056А и аттенюатора Agilent 84908М.

В измерительный тракт комплекса внести аттенюатор и меру фазового сдвига из состава набора 85056А таким образом, чтобы они соединяли разъемы радиочастотных кабелей для подключения испытываемой антенны и антенны-зонда. Ослабление аттенюатора установить равным 0 дБ.

Провести полную двухпортовую калибровку анализатора из состава комплекса в комплекте с штатными радиочастотными кабелями, аттенюатором, в соответствии с технической документацией на него.

Изменяя ослабление аттенюатора от 0 до 50 дБ с шагом 5 дБ, провести измерения фазы комплексного коэффициента передачи при следующих настройках анализатора:

- полоса анализа от 1 до 26 ГГц;

• - ширина полосы пропускания 500 Гц;

• - уровень мощности выходного колебания 0 дБ (мВт);

• - режим измерений фазы комплексного коэффициента передачи S21;

• - количество точек 3601.

Погрешность измерений фазы комплексного коэффициента передачи на каждой частоте / , указанной в п. 8.3.1.1, рассчитать как разность между измеренным значением фазы коэффициента передачи arg(512(/)), рад, и действительным значением установленного фазового сдвига мерыФ^(Л)(/), рад, записанным в его технической документации (14):

С’ (X ) = arg(S 12(/)) - Ф⁽"> (/.),                            (14)

За погрешность 6_ФХ для каждого номинала относительного уровня фазового распределения электромагнитного поля принять максимальное значение погрешности измерений ^^(/J соответствующего номинала ослабления аттенюатора в установленной полосе частот (15):

С =тах{С >(/)}.                               (15)

Провести аналогичные измерения и расчеты для полосы частот от 26 до 50 ГГц.

Результаты поверки записать в таблицу 5.

Таблица 5 - Результаты оценки погрешности измерений фазы комплексного коэффициента пе-

редачи анализатором 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 1.

1 - антенна-зонд; 2 - оптический отражатель; 3 - система Leica АТ401; 4 - сканер

Рисунок 1 - Схема измерений характеристик позиционирования сканера

С помощью программы ручного управления сканером (рисунок 2) в соответствующей вкладке программного продукта для измерений в ближней зоне «FrequencyMeas» переместить антенну-зонд в крайнее центральное левое положение. Зафиксировать показания Leica АТ401.

Контроллер движения Приёмник Рччнрё чправлениё Измерения

Рисунок 2 - Меню программы для ручного управления движением сканера

Перемещая антенну-зонд с установленным оптическим отражателем вдоль оси Ох в пределах рабочей зоны сканера с шагом Л_тт/2, где Я_ш/я - 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 2) в соответствующей вкладке программного продукта для измерений в ближней зоне «FrequencyMeas» 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 Л_т1п/2, 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 Д^(/), рад, обусловленную неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования, для каждого номинала частоты, указанного в п.

8.3.1.1, оценить по формуле (16):

Д</?(/) = А: • Az,                                               (16)

где к = 2л _t/Я - волновое число, 1/м;

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

За погрешность измерений фазы 0_Ф2 для каждого номинала частоты, указанного в

п. 8.3.1.1, принять среднее квадратическое значение погрешности, определенное по формуле (П):

i=0

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.

• 83.1.6 Погрешность измерений фазы, обусловленную случайными перегибами радиочастотного тракта комплекса определить с помощью набора меры отражения из состава мер коэффициентов передачи и отражения 85056А.

В измерительный тракт комплекса внести меру отражения таким образом, чтобы он замыкал соединитель радиочастотного кабеля для подключения антенны-зонда.

Провести однопортовую калибровку анализатора из состава комплекса в диапазоне частот от 26 до 50 ГГц в соответствии с технической документацией на него.

Провести измерения фазы комплексного коэффициента отражения при следующих настройках анализатора:

• - полоса анализа от 26 до 50 ГГц;

• - ширина полосы пропускания 500 Гц;

• - уровень мощности выходного колебания -10 дБ (мВт);

• - режим измерений фазы комплексного коэффициента отражения SI 1.

С помощью программы ручного управления сканером (рисунок 2) в соответствующей вкладке программного продукта для измерений в ближней зоне «NFMeas» переместить антенну-зонд в крайнее нижнее положение.

Перемещая антенну-зонд с установленным оптическим отражателем вдоль оси хОу в пределах рабочей зоны сканера с шагом 20 см, фиксировать показания анализатора.

За оценку погрешности измерений фазы, обусловленную случайными перегибами радиочастотного тракта комплекса, принять разность между максимальным и минимальным значением измеренной фазы комплексного коэффициента отражения на частоте 50 ГГц.

8.3.1.7 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 из состава комплекта вспомогательных антенн (рупорная антенна MI с установочным фланцем и коаксиально волноводным адаптером с диапазоном частот до 50 ГГц.

Антенну из комплекта вспомогательных антенн 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 из комплекта вспомогательных антенн в положение, соответствующее вертикальной поляризации.

Расстояние между раскрывами антенны из комплекта вспомогательных антенн и антенны-зонда установить равным в пределах ЗХ, где X - максимальная длина волны измеряемого поддиапазона частот.

Запустить программу измерений в частотной области.

В соответствии с РЭ на комплекс установить полосу частот анализатора от 26 до 50 ГГц, ширину полосы пропускания 100 Гц, шаг перестройки по частоте 5 ГГц, уровень мощности выходного сигнала анализатора 0 дБ (мВт).

Далее установить следующие настройки:

• - шаг сканирования - не более Х/2;

• - режим сканирования - непрерывное сканирование без реверса;

• - поляризация измеряемой антенны - вертикальная;

• - поляризация зонда - вертикальная;

• - размеры области сканирования 200 х 300 мм.

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, входящую в комплект поставки комплекса. На частоте 50 ГГц рассчитать амплитудные и фазовые (Pj распределения, а также среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного и фазового распределений по формулам (4) и (8).

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

±0,3 дБ; ±0,4 дБ; ±0,5 дБ; ±1,1 дБ; ± 1,4 дБ,

а значения абсолютной погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля при динамическом диапазоне измерений амплитудного распределения не менее 60 дБ находятся в следующих пределах при относительном уровне амплитудного распределения:

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

• 8.3,2 Определение погрешности измерений относительных уровней амплитудной диаграммы направленности и абсолютной погрешности измерений фазовой диаграммы 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 ±65°, по формулам (18): где Lx, Ar - размеры плоскости сканирования в соответствующих плоскостях, м;

а, b - размеры раскрыва в соответствующих плоскостях, м, а = b > 52^, где Л_тах - длина волны, соответствующая частотам 1; 25 и 50 ГГц;

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

0 - 2,27 рад..

Интервал дискретизации выбрать равным 0,5Л_тах.

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

где J(х₂, у₂) - АФР на плоскости сканирования; (Х2, уг) - 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):

^{A U}’^V “ ^V МАХ^)(х₂,у₂))[У

F.P (и, 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 6 • cos ф, v - sinO • sin (р - угловые координаты;

- угловые сектора в системе координат направляющих косинусов

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

w = 71-w² -v²,0 = arccosw, <p = arctg[— .

• 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):

Д4 = №гт(0,ст²л),                                (22)

Д^з = Norm(0,a²q> ),                                 (23)

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

а_А - среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного распределения а_А =10 /2,45;

сг_ф - среднее квадратическое отклонение результатов измерений фазового распределения а_л=А_ф/2,45.

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

^J'(^xi>yi)=          + S4)exp0(arg(j(x₂, ^₂))+ А?))-               (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 <р=0 и ф=л/2 рассчитать по формулам (25) и (26):

к-\

где к- число реализаций моделирования, к =7,

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

8F_a =±201g(l + 2,45o-Fj;

AF_O=±—2,45-стРф.

• 8.3.2.5 Повторить расчеты для номиналов частот 25 и 50 ГГц.

  (26)

  (28):

  (27)

  (28)

• 8.3.2.6 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:

-5 дБ                                    ±0,2 дБ;

-10 дБ                                  ±0,3 дБ;

-20 дБ                                  ±0,4 дБ;

-30 дБ                                  ±1,0 дБ;

-40 дБ                                  ±1,8 дБ;

-50 дБ                                  ±2,4 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 амплитудных диаграмм, не превышают пределов:

-10 дБ

-20 дБ

-30 дБ

-40 дБ

-50 дБ

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

8.3.3 Определение погрешности измерений коэффициента усиления антенны методом замещения

• 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 8, дБ, рассчитать по формуле (29):

8 = ±10 lg(l +1,1 • ^ + 8l+8l\                           (29)

где Si - погрешность измерений АДН до уровней минус 10 дБ, J/=0,072;

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

дз - погрешность за счет рассогласования.

За погрешность дз принять максимальное из двух значений, рассчитанных по формулам (30) и (31):

-1,

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):

• 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                   ±0,7 дБ;

0,8 дБ                   ±1,0 дБ;

• 1,5 дБ                    ±1,7 дБ;

2,0 дБ                   ±2,2 дБ.

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

• 8.3.4.1 Определение относительной погрешности измерений ширины главного лепестка амплитудных диаграмм направленности проводить по результатам проверки погрешности измерений по п. 8.3.2.

• 8.3.4.2 В соответствии с формулами (20) - (24) создать массив нормированных амплитудных диаграмм направленности при максимальных значениях погрешности измерений АФР, полученных в п. 8.3.2. Определить ширину главного лепестка каждой из них в двух главных сечениях на уровне минус 3 дБ относительно максимального значения АДН. Расчеты выполнить на частотах 1; 25; 50 ГТц. Размеры апертуры антенны подобрать таким образом, чтобы ширина АДН варьировалась в пределах до 3°; до 10°; до 40°.

• 8.3.4.3 Среднее квадратическое отклонение результатов измерений ширины АДН на уровне минус 3 дБ определить по формуле:

<^зз> где ) - CKO результатов измерений ширины главного лепестка АДН, град;

(q*^ ). - ширина главного лепестка АДН при i-том результате реализации моделирования, град;

- ширина главного лепестка невозмущенной АДН, град.

Погрешность измерений ширины главного лепестка АДН рассчитать по формуле (34):

ДО_Л =±rS(Qj.                             (34)

• 8.3.4.4 Результаты испытаний считать положительными, если значения относительной погрешности измерений ширины главного лепестка амплитудных диаграмм направленности не превышает пределов ±6%.

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

• 8.3.5.1 Определение относительной погрешности измерений углового положения луча (минимума разностной) амплитудной диаграммы направленности проводить по результатам проверки погрешности измерений по п. 8.3.2.

• 8.3.5.2 В соответствии с формулами (20) - (24) создать массив нормированных амплитудных диаграмм направленности при максимальных значениях погрешности измерений АФР, полученных в п. 8.3.2. При этом АФР токов в раскрыве антенны моделировать по закону (т.е. таким образом, чтобы на апертуре укладывались два положительных полупериода косинусного

амплитудного распределения в одной плоскости и один положительный полупериод косинусного амплитудного распределения в другой плоскости при постоянном, но противоположном по знаку фазовом распределении, соответствующим двум полупериодам косинусного амплитудного распределения):

Л*>у)=

ех^ф).

где L - расстояние до фазового центра (при моделировании рупорной антенны - его глубина) антенны, м;

ф - фаза, ф = л/2при x>L_x/2 и0 = -я72при x<L_x/2_t

• 8.3.5.3 По результатам моделирования определить глубину нуля разностной АДН и его угловое положение для случая невозмущенной АДН и АДН при максимальных значениях погрешности измерений АФР, полученных в п. 8.3.2 Расчеты выполнить на частотах 1; 50,0 ГГц.

• 8.3.5.4 Среднее квадратическое отклонение результатов измерений углового положения минимума разностных АДН определить по формуле:

где S(Q₀) - CKO результатов измерений углового положения минимума разностных АДН, град; ). - угловое положение минимума разностных АДН при i-том результате реализации моде

лирования, град;

- углового положения минимума невозмущенной разностной АДН, град.

Погрешность измерений углового положения минимума разностных АДН рассчитать по формуле (37):

AQ₀=±/S(Q₀).                       (37)

• 8.3.5.5 Линейно изменяя закон фазового распределения в пределах от -л/2 до -л/4 и от л/4 до л/2, моделировать разностную АДН с отклоненным лучом. По формулам (36) и (37) рассчитать погрешность измерений углового положения минимума разностных АДН.

• 8.3.5.6 Результаты испытаний считать положительными, если значения относительной погрешности измерений углового положения минимума разностных амплитудных диаграмм направленности не превышают пределов ±3%.

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

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

• 8.3.6.2 Результаты испытаний считать положительными, если в диапазоне частот от 1 до 50 ГГц значения погрешности измерений амплитудного и фазового распределений находятся в пределах установленных значений (см. п. 8.3.1). В этом случае диапазон частот комплекса составляет от 1 до 50 ГГц.

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

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

• 8.3.7.2 Результаты поверки считать положительными, если размеры рабочей области сканирования комплекса (длина х высота) не менее 9x6 м.

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

• 8.3.8.1 Определение абсолютной погрешности установки пространственного положения зонда осуществить по результатам измерений, выполненных в соответствии с п. 8.3.1.5 настоящей программы.

• 8.3.8.2 Результаты испытаний считать положительными, если значения абсолютной погрешности установки пространственного положения зонда находятся в пределах ±0,2 мм.

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

• 8.3.9.2 Результаты поверки считать положительными и сектор углов восстанавливаемой амплитудной диаграммы направленности в азимутальной и угломестной плоскостях составляет от -65° до 65°, 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, свидетельство 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»

Начальник лаборатории № 133

ФГУП «ВНИИФТРИ

Инженер лаборатории № 133

ФГУП «ВНИИФТРИ

Шкуркин

18