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

Методика поверки

Тип документа

Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСАК 1.0-6.063\ГСП 085

Наименование

165-17-07 МП

Обозначение документа

ВНИИФТРИ

Разработчик

904 Кб
1 файл

ЗАГРУЗИТЬ ДОКУМЕНТ

  

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

  • 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

Наименование операции

Пункт МП

Проведение операций при

первичной поверке

периодической поверке

1 Внешний осмотр

8.1

+

+

2 Опробование

8.2

+

+

3 Определение метрологических характеристик

8.3

+

+

3.1 Определение погрешности измерений амплитудного распределения электромагнитного поля и абсолютной погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля

8.3.1

+

+

3.2 Определение погрешности измерений    относительных

уровней амплитудных диаграмм и абсолютной погрешности измерений фазовых диаграмм

8.3.2

+

-

3.3 Определение погрешности измерений коэффициента усиления антенны методом замещения

8.3.3

+

-

3.4 Определение диапазона рабочих частот

8.3.4

+

-

3.5 Определение размеров рабочей области сканирования

8.3.5

+

-

3.6 Определение сектора углов восстанавливаемых диаграмм направленности

8.3.6

+

-

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

Пункт МП

Наименование и тип (условное обозначение) основного или вспомогательного средства поверки; обозначение нормативного документа, регламентирующего технические требования, и (или) метрологические и основные технические характеристики средства поверки

8.3.1 -8.3.4,

8.3.6

Аттенюатор ступенчатый программируемый 84908М, диапазон частот от 0 до 50 ГГц, диапазон вводимых ослаблений от 0 до 65 дБ с шагом 5 дБ

8.3.1 -8.3.4,

8.3.6

Набор мер коэффициентов передачи и отражения 85056А, диапазон частот от 45 МГц до 50 ГГц

8.3.1 -8.3.6

Система лазерная координатно-измерительная Leica АТ401, диапазон измерений расстояний от 1,5 до 60000 мм, предел допускаемой основной абсолютной погрешности объемных измерений ±15 мкм + 6 мкм/м

8.3.1 -8.3.4,

8.3.6

Антенный измерительный комплект АИК 1-40Б, диапазон рабочих частот от 0,9 до 40 ГГц, пределы допускаемой погрешности измерений коэффициента усиления ± 1,2 дБ (для антенн П6-140-х), ± 1,8 дБ (для антенн П6-123)

  • 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

Влияющая величина

Нормальное значение

Допускаемое отклонение от нормального значения

Температура окружающей среды, °C

20

±5

Относительная влажность воздуха, %

от 40 до 80

-

Атмосферное давление, кПа

от 84 до 106,7

-

Напряжение питающей сети переменного тока, В

220

±22

Частота питающей сети, Гц

50

± 1

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

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

NFMeas.exe

NFCalc.exe

AmrView.exe

Номер версии (идентификационный номер) ПО

5.1.0.0

3.20.1

3.16.60612

Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода)

9DEC2037710B6AB 99B82F25F1200E053

(алгоритм MD5)

90F2307A43D11220 7504337B9CCA9F24

(алгоритм MD5)

FAF113F3C83206EB 863D69624F5D3FC0 (алгоритм MD5)

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):

8а = ±201g(l + ASx),

(1)

& _ tS +1^, | + |б>

+|б>

5

(2)

(3)

/

т

А - А

Z

7=1

к

7

(4)

где 0А1 - погрешность измерений модуля комплексного коэффициента передачи анализатором из состава комплекса;

вА2- 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 Дф, градус, определить по формуле (5):

180

Дф=±—КфБгф,                             (5)

л

где 6Ф1 - погрешность измерений фазы комплексного коэффициента передачи анализатором из состава комплекса, рад;

0ф2 - погрешность измерений фазы, обусловленная неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования, рад;

0ФЗ- 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):

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

л„. = ±—+0ф22„ .                           (10)

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

, дБ. Зафиксировать верхнюю гра

ницу АЧХ шума N, дБ.

Увеличивая мощность сигнала с выхода генератора сигналов, зафиксировать опорный

уровень, при котором обеспечивается условие

512(/) >(N + 50), дБ.

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

меренным значением модуля коэффициента передачи

512а;

, дБ, и действительным значени

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

0Л1ш=512а)-аа,                 ап

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

в установленной полосе частот в линейном масштабе:

= max 10 20

(12)

Результаты поверки записать в таблицу 4.

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

Ослабление аттенюатора L, дБ

Относительный уровень амплитудного распределения М, дБ

Погрешность измерений 0Л1, дБ

10

-10

20

-20

30

-30

40

-40

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

0Л2 =(1 + Ю017да)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 Фw (f), рад, записанным в его технической документации:

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

За погрешность вф} 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

Ослабление аттенюатора L, дБ

Относительный уровень амплитудного распределения М, дБ

Погрешность измерений

/□     о

10

-10

20

-20

30

-30

40

-40

  • 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 hminl2, где Amin - 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 Ат1П/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 вФ2 для каждого номинала частоты, указанного в п.

И

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

м-\

i=0

(17)

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 } 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):

Lx=a + 2RtgO,                            (18)

Ly =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):

J(x2,y2) =

N-IM-1

LL

n=Q m=0

^х.р[у))] .ехр[_^_Х2),+(у_Уг),+я1

д/fx-xj + (y-y2)2+R2

] ,(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)-,

N(M) =

Lx(Ly)

Ьх(Ьу )

- число шагов сканирования в каждой из плоскостей, где Ах, Ду -

шаг ска

нирования в плоскости X и Y, соответственно.

Рассчитать нормированную амплитудную диаграмму направленности и фазовую диа

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

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

F0(w,v) = arg[3(J(x2,y2))]

(21)

(22)

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;

U = +—N, V = +—^—М

2LX         2LY

- 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 ),

(24)

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

сгА - среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного распределения М

аА =1020/2,45;

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

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

J* > У 2) = Их2 > У 2 X1 + 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

(27)

где к - число реализаций моделирования, к = 7.

Рассчитать погрешность измерений уровней АДН и ФДН по формулам (28) и (29):

SFa =±201g(l + 2,45oFj;                          (28)

Л Г             /I < г

Д^ф =±---2,45-о-Гф.

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 50 дБ), не превышают пределов:

-10 дБ                                   ±0,5 дБ;

-20 дБ                                   ±1,0 дБ;

-30 дБ                                   ±1,5 дБ;

-40 дБ                                  ±2,0 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 50 дБ) при относительных уровнях амплитудных диаграмм, не превышают пределов:

-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.

(29)

8.3.3 Определение погрешности измерений коэффициента усиления антенн

8.3.3.1 Погрешность измерений коэффициента усиления 5, дБ, рассчитать по формуле

(30):

j=±ioig(i+i,i-7^+^+^),

(30)

(31) и (32):

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

82 - погрешность коэффициента усиления эталонной антенны, <52=0,12; 0,2; 0,41; 0,6;

дз - погрешность за счет рассогласования.

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

(31)

1 ГТТмпТйУ

(32)

где Гэ, Ги, Гк - коэффициенты отражения входов эталонной, испытываемой антенн, вхо

да векторного анализатора цепей из состава комплекса.

Модуль коэффициента отражения связан с коэффициентом стоячей волны по напряже нию (КСВН) соотношением (33):

Г\

К-1

К + \

(33)

  • 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

Настройки внешнего вида
Цветовая схема

Ширина

Левая панель