Методика поверки «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСАК 1.0-6.063\ГСП 085» (165-17-07 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального директора -заместитель по научной работе

Инструкция

Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный

ТМСАК 1.0-6.063/ГСП 085

Методика поверки

165-17-07 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, 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.... 13

    • 8.3.3 Определение погрешности измерений коэффициента усиления антенн

    • 8.3.4 Определение диапазона рабочих частот

    • 8.3.5 Определение размеров рабочей области сканирования

    • 8.3.6 Определение сектора углов восстанавливаемых диаграмм направленности

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

1 ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок комплекса автоматизированного измерительно-вычислительного ТМСАК 1.0-6.063/ГСП 085, изготовленного ООО «НПП «ТРИМ СШП Измерительные системы», г. Санкт-Петербург, заводской № 085 (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.

2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

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 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 4.1 Поверка должна осуществляться лицами с высшим или среднетехническим образованием, аттестованными в качестве поверителей в области радиотехнических измерений установленным порядком, и имеющим квалификационную группу электробезопасности не ниже третьей.

• 4.2 Перед проведением поверки поверитель должен предварительно ознакомиться с документом «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСАК 1.0-6.063/ГСП 085. Руководство по эксплуатации. ТМСАК 085.006.00Б РЭ».

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 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 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

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

Таблица 3 - Условия проведения поверки комплекса

7 ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ПОВЕРКИ

• 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 Внешний осмотр

• 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 ТМСАК 1.0-6.063/ГСП 085. Паспорт. ТМСАК 085.006.00Б 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, комплекс признается непригодным к применению.

8.2 Опробование

• 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 Vector.

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 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, комплекс признается непригодным к применению.

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».

• 8.2.2.3 Проверить работоспособность всех приводов шестикоординатного горизонтального сканера:

• - при перемещении по оси Ох;

• - при перемещении по оси Оу;

• - при перемещении по оси Oz;

• - при вращении каретки зонда в плоскости поляризации;

• - при изменении угла в азимутальной плоскости;

• - при изменении угла в угломестной плоскости.

• 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 генератор сигналов и векторный анализатор цепей из состава комплекса, перевести его в режим измерений модуля комплексного коэффициента передачи. Установить следующие параметры в программном обеспечении FrequencyMeas-.

• - полоса анализа от 1 до 6,063 ГГц;

• - ширина полосы пропускания 1 МГц;

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

Запустить измерение модуля комплексного коэффициента передачи.

На экране ПЭВМ 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 В соответствии с РЭ установить антенну П6-123 из состава антенного измерительного комплекта АИК1-40Б в рабочую зону сканера. Настроить комплекс и провести измерения амплитудной диаграммы направленности антенны П6-123 на частотах 1,0 и 6,063 ГГц.

• 8.2.2.6 Результаты поверки считать положительными, если шестикоординатный горизонтальный сканер обеспечивает перемещение антенны-зонда по осям Ох, Оу, 0z, в плоскости поляризации, в азимутальной и угломестной плоскости, на экране векторного анализатора цепей наблюдается результат измерений частотной зависимости модуля коэффициента передачи без резких изменений, комплекс обеспечивает измерения амплитудных диаграмм направленности, а также отсутствует программная или аппаратная сигнализация о неисправностях комплекса.

8.3 Определение метрологических характеристик

8.3.1 Определение погрешности измерений амплитудного распределения электромагнитного поля, абсолютной погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля

• 8.3.1.1 Погрешность измерений амплитудного распределения электромагнитного поля

8 _А, дБ, определить по формуле (1):

8_а = ±201g(l + AS_x),

+|б>

7з

5

(3)

где 0_А1 - погрешность измерений модуля комплексного коэффициента передачи анализатором 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 Д_ф, градус, определить по формуле (5):

180

Д_ф=±—К_фБ_гф,                             (5)

л

где 6_Ф1 - погрешность измерений фазы комплексного коэффициента передачи анализатором из состава комплекса, рад;

0_ф2 - погрешность измерений фазы, обусловленная неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования, рад;

0_ФЗ- погрешность измерений фазы, обусловленная случайными перегибами радиочастотного тракта комплекса, рад;

S<p - среднее квадратическое отклонение результатов измерений фазового распределения, рад;

qjj - результат измерений фазового распределения, рад;

ср - среднее арифметическое 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 от минус 10 до минус 40 дБ с интервалом 10 дБ. Динамический диапазон измерений амплитудного распределения при этом должен составлять не менее 50 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 погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля определить на частотах 1,0; 3,0; 6,063 ГГц.

На частотах до 3 ГГц ограничиться формулами (9), (10):

s_A =±201g(i ₊ |^,|₊|^_:|);                                   (9)

л„. = ±—+0ф₂ +е²„ .                           (10)

7Г

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 векторного анализатора цепей из состава комплекса в комплекте с штатными радиочастотными кабелями, генератором сигналов и аттенюатором в диапазоне частот от 1 до 6,063 ГГц в соответствии с технической документацией на него.

Установить следующие параметры в программном обеспечении Frequency Meas'.

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

• - диапазон частот от 1 до 6,063 ГГц

• - ширина полосы пропускания 500 Гц;

• - режим измерений модуля комплексного коэффициента передачи S21;

- количество точек 1001.

Без подачи мощности с порта генератора векторного анализатора цепей провести изме

рения модуля комплексного коэффициента передачи

ницу АЧХ шума N, дБ.

Увеличивая мощность сигнала с выхода генератора сигналов, зафиксировать опорный

уровень, при котором обеспечивается условие

Изменяя ослабление аттенюатора от 0 до 40 дБ с шагом 10 дБ, провести измерения модуля комплексного коэффициента передачи.

Погрешность измерений модуля комплексного коэффициента передачи на каждой частоте /, указанной в п. 8.3.1.1, рассчитать как разницу (в логарифмических единицах) между из

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

0_Л1ш=512а)-аа,                 ап

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

в установленной полосе частот в линейном масштабе:

= max 10 ²⁰

Результаты поверки записать в таблицу 4.

Таблица 4 - Результаты оценки погрешности измерений модуля комплексного коэффициента передачи векторным анализатором цепей из состава комплекса

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

0_Л2 =(1 + Ю^017да)²-1,                                      (13)

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

• 8.3.1.4 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 векторного анализатора цепей из состава комплекса в комплекте с штатными радиочастотными кабелями, генератором сигналов, аттенюатором и мерой в диапазоне частот от 1 до 6,063 ГГц в соответствии с технической докумен-

тацией на него.

Изменяя ослабление аттенюатора от 0 до 40 дБ с шагом 10 дБ, провести измерения фазы комплексного коэффициента передачи при следующих параметрах в программном обеспечении Frequency Meas.

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

• - диапазон частот от 1 до 6,063 ГГц

• - ширина полосы пропускания 500 Гц;

• - режим измерений фазы комплексного коэффициента передачи S21;

• - количество точек 1001.

Погрешность измерений фазы комплексного коэффициента передачи на каждой частоте /, указанной в п. 8.3.1.1, рассчитать как разницу между измеренным значением фазы коэффициента передачи arg^^i/)), рад, и действительным значением установленного фазового сдвига меры Ф^w (f), рад, записанным в его технической документации:

Са) = аг8(Я2а))-Ф^<Л,)Ш.                    (14)

За погрешность в_ф} для каждого номинала относительного уровня фазового распределения электромагнитного поля принять максимальное значение погрешности измерений соответствующего номинала ослабления аттенюатора в установленной полосе частот:

C=m“fo>(Z)}.                           (15)

Результаты поверки записать в таблицу 5.

Таблица 5 - Результаты оценки погрешности измерений фазы комплексного коэффициента пе-редачи векторным анализатором цепей 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.

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

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

Контроллер движения : Приёмник Рччное управление ^; Измерения

Доступмыеоси                      ; Ручное управление. Ось X.

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 h_minl2, где A_min - 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 А_т1П/2, до срабатывания механического ограничителя, фиксировать показания системы лазерной координатно-измерительной Leica АТ401.

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

Погрешность измерений фазы А^(У’), 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-&z,                                        (16)

где к = 2тг/Л - волновое число, 1/м;

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

За погрешность измерений фазы в_Ф2 для каждого номинала частоты, указанного в п.

И

8.3.1.1, принять среднее квадратическое значение погрешности, определенное по формуле (17):

м-\

где М - число точек, в которых проводились измерения пространственного положения антенны-зонда.

Размеры рабочей области сканирования по осям Ох и Оу рассчитать как разницу 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 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 векторного анализатора цепей из состава комплекса в диапазоне частот от 1 до 6,063 ГГц в соответствии с технической документацией на него.

Провести измерения фазы комплексного коэффициента отражения при следующих параметрах в программном обеспечении FrequencyMeas.

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

• - диапазон частот от 1 до 6,063 ГГц

• - ширина полосы пропускания 500 Гц;

• - режим измерений фазы комплексного коэффициента отражения S11.

С помощью программы ручного управления сканером (рисунок 2) в соответствующей вкладке программного продукта для измерений в ближней зоне «FrequencyMeas» 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 векторного анализатора цепей.

За оценку погрешности измерений фазы, обусловленную случайными перегибами радиочастотного тракта комплекса, принять разницу между максимальным и минимальным значением измеренной фазы комплексного коэффициента отражения на частоте 6,063 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 рупорной антенной П6-123 из состава комплекта АПК 1-40Б.

Антенну П6-123 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 П6-123 в положение, соответствующее вертикальной поляризации.

Расстояние между раскрывами антенны П6-123 и антенны-зонда установить равным в пределах ЗА,, где X - максимальная длина волны измеряемого поддиапазона частот.

Запустить программу измерений в частотной области.

В соответствии с РЭ на комплекс установить полосу частот векторного анализатора цепей от 1 до 6,063 ГГц, ширину полосы пропускания 100 Гц, шаг перестройки по частоте 3 ГГц, уровень мощности выходного сигнала векторного анализатора цепей 10 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 2000 * 2000 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 nfcalc.exe, входящую в комплект поставки комплекса. На частоте 6,063 ГГц рассчитать амплитудные Aj и фазовые <р_} 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 50 дБ и кроссполяризационной развязке антенны-зонда не менее 20 дБ находятся в следующих пределах для относительных уровней амплитудного распределения:

-10 дБ                             ±0,4 дБ;

-20 дБ                                ± 0,8 дБ;

-30 дБ                               ±1,2 дБ;

-40 дБ                               ±1,6 дБ;

а значения 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:

-10 дБ

-20 дБ

-30 дБ

-40 дБ

В противном случае результаты проверки считать отрицательными, последующие операции поверки не проводить, комплекс признается непригодным к применению.

• 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 ±65°, по формулам (18) и (19):

L_x=a + 2RtgO,                            (18)

L_y =b + 2R-tg(p,                                   (19)

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

а, b - размеры раскрыва в соответствующих плоскостях, м, a,b > 54 , где Л - длина волны, соответствующая частотам 1,0; 3,0 и 6,063 ГГц;

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

&, (р- сектор углов восстановленной ДН, 0 = (р = 2,27 рад.

Интервал дискретизации выбрать равным 0,54.

Для частоты 1 ГГц пересчитать АФР в раскрыве антенны в АФР на плоскости сканирования по формуле (20):

где J(x₂,y₂) - АФР на плоскости сканирования;

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

(ро - фаза сигнала (<ро = 0рад)-,

грамму направленности по формулам (21) и (22):

Г /    ) - 11- ² - ²    \^(^(^Х2>У2 ))\

F₀(w,v) = arg[3(J(x₂,y₂))]

где ... - модуль комплексной величины;

3 (...) - оператор двумерного дискретного преобразования Фурье; МАХ - максимальное значение модуля комплексной величины; arg - аргумент функции;

и = sin в ■ cos (р, v = sind- sin q> - угловые координаты;

- угловые сектора в системе координат направляющих косинусов (и, v), в пределах которых восстанавливается диаграмма, рад;

в = arccosw, <р = 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 следующим формулам (23) и (24):

ЗА = Norm(0,cr² а) ,                                    (23)

Д$9 = Norm(Q,cy² _v ),

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

сг_А - среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного распределения М

а_А =10²⁰/2,45;

сг_р - среднее квадратическое отклонение результатов измерений фазового распределения <7,=Д_ф/2,45.

Рассчитать амплитудное и фазовое распределения ЭМП на плоскости сканирования с учетом погрешности их измерений по формуле (25):

J* > У 2) = И^х2 > У 2 X^{1 +} 54)exp(j(arg( J(x₂, у₂)) + A qty.                (25)

Аналогичным образом провести расчет «возмущенных» ДН 7 раз. При каждой последующей реализации воспроизводить новые случайные величины по законам (23) и (24).

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

Среднее квадратическое отклонение результатов измерений уровней АДН и ФДН в двух главных сечениях при ф=0 и (р=л/2 рассчитать по формулам (26) и (27):

к-1

• 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 анализатора - 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

  0.8 дБ

  1,5 дБ

  2.0 дБ

±0,9 дБ;

±1,2 дБ;

±2,0 дБ;

±2.5 дБ.

В противном случае результаты проверки считать отрицательными, последующие операции поверки не проводить, комплекс признается непригодным к применению.

8.3.4 Определение диапазона рабочих частот

• 8.3.4.1 Проверку диапазона рабочих частот проводить по результатам проверки погрешности измерений амплитудного и фазового распределений.

• 8.3.4.2 Результаты поверки считать положительными, если в диапазоне частот от 1 до 6,063 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 6,063 ГГц.

В противном случае результаты проверки считать отрицательными, последующие операции поверки не проводить, комплекс признается непригодным к применению.

8.3.5 Определение размеров рабочей области сканировании

• 8.3.5.1 Определение размеров рабочей области сканирования осуществить по результатам измерений, выполненных в соответствии с п. 8.3.1.5 настоящего документа.

• 8.3.5.2 Результаты поверки считать положительными, если размеры рабочей области сканирования комплекса (длина * ширина) не менее 13 * 13 м.

В противном случае результаты проверки считать отрицательными, последующие операции поверки не проводить, комплекс признается непригодным к применению.

8.3.6 Определение сек юра углов восстанавливаемых диаграмм направленности

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

• 8.3.6.2 Результаты поверки считать положительными и сектор углов восстанавливаемой амплитудной диаграммы направленности составляет от минус 65° до 65°. если при заданных в п. 8.3.2 условиях моделирования (секторы углов 0 и ф) рассчитанная погрешность измерений относительных уровней амплитудных диаграмм направленности не превышает установленных в п. 8.3.2 значений.

В противном случае результаты проверки считать отрицательными, последующие операции поверки не проводить, комплекс признается непригодным к применению.

9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 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.

  

  В. Каминский

Начальник НИО-1 ФГУП «ВНИИФТРИ»

16