Методика поверки «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1.0-50.0 Б 088» (165-17-12 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального директора -заместитель по нау работе

ФГУП «В

d и □ 5   __ _ ____

»£ 'VA внииетри

тарное

А.Н. Щипунов

Инструкция Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный

ТМСА 1.0-50.0 Б 088

Методика поверки

165-17-12 МП

2017 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 7 ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ПОВЕРКИ

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1 Внешний осмотр

  • 8.2 Опробование

  • 8.3 Определение метрологических характеристик

    • 8.3.1 Определение погрешности измерений амплитудного распределения электромагнитного поля и абсолютной погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля. 6

    • 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 погрешности измерений поляризационных диаграмм

    • 8.3.5 Определение диапазона рабочих частот

    • 8.3.6 Определение размеров рабочей области сканирования

    • 8.3.7 Определение сектора углов восстанавливаемых диаграмм направленности

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок комплекса автоматизированного измерительно-вычислительного ТМСА 1.0-50.0 Б 088, изготовленного ООО «НПП «ТРИМ СШП Измерительные системы», г. Санкт-Петербург, заводской № 088 (далее - комплекс).

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

Периодическая поверка комплекса проводится в ходе его эксплуатации и хранения.

• 1.2 Комплекс предназначен для измерений радиотехнических характеристик антенн.

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

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

Таблица 1 - Операции поверки

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

Таблица 2 - Средства измерений для поверки комплекса

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

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

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

• 4.2 Перед проведением поверки поверитель должен предварительно ознакомиться с документом «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1.0-50.0 Б 088. Руководство по эксплуатации. ТМСА 088. 050. 00Б РЭ».

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

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

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

Таблица 3 - Условия проведения поверки комплекса

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

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

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1 При проведении внешнего осмотра комплекса проверить:

• - комплектность и маркировку комплекса;

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

• - состояние органов управления;

• 8.1.2 Проверку комплектности комплекса проводить сличением действительной комплектности с данными, приведенными в разделе «Комплект поставки» документа «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1.0-50.0 Б 088. Паспорт. ТМСА 088. 050. 00Б ПС» (далее - ПС).

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

• 8.1.4 Результаты внешнего осмотра считать положительными, если:

• - комплектность и маркировка комплекса соответствует ПС;

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

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

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

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

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

• 8.2.1 Идентификация программного обеспечения (далее - ПО)

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

• - на блоке источника бесперебойного питания нажать кнопку ВКЛ;

• - нажать на системном блоке ПК кнопку включения;

• - включить монитор.

После загрузки операционной системы WINDOWS 7 на экране монитора ПК наблюдать иконку программы FrequencyMeas, NFCalc, Amr View.

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.

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 четырехкоординатного Т-сканера:

• - при перемещении по оси Ох;

• - при перемещении по оси Оу;

• - при перемещении по оси Oz;

• - при вращении каретки зонда в плоскости поляризации.

• 8.2.2.4 Соединить при помощи перемычки соединитель кабеля «вход антенны-зонда» и соединитель кабеля «выход испытываемой антенны». В соответствии с эксплуатационной документацией произвести коммутацию СВЧ-опто и Опто-СВЧ преобразователей, 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 четырехкоординатный Т-сканер обеспечивает перемещение антенны-зонда по осям Ох, Оу, Oz и в плоскости поляризации, на экране анализатора наблюдается результат измерений частотной зависимости модуля коэффициента передачи без резких изменений, а также отсутствует программная или аппаратная сигнализация о неисправностях комплекса.

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

• 8.3.1.1 Погрешность измерений амплитудного распределения электромагнитного поля 3_А, дБ, определить по формулам (1) - (4):

^=201g(l + AS_E),                              (1)

\      7

т-\

(4)

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

^А2 ~ погрешность измерений, обусловленная неидеальной поляризационной развязкой антенн-зондов из состава комплекса;

S - среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного распределения;

А - результат измерений амплитудного распределения;

А - среднее арифметическое результатов измерений амплитудного распределения;

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

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

• (5)

• (6)

• (7)

• (8)

где 0_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;

^Ф3~ погрешность измерений фазы, обусловленная случайными перегибами радиочастотного тракта комплекса, рад;

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

<р - 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 7

при относительных уровнях амплитудного распределения от минус 10 до минус 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):

8_а = ±2Olg(l + |0,₁| + |0_u|);                               (9)

Д_ф = ± —1,1^Ф1+«Ф2+^! ■                 (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 10 дБ, провести измерения модуля комплексного коэффициента передачи.

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

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

^(Z)=S12(/)-Z(/),

За погрешность 6_АХ для каждого номинала ослабления, соответствующего относительному уровню амплитудного распределения электромагнитного поля М, принять максимальное

значение погрешности измерений 0_Л1(/) соответствующего номинала ослабления аттенюатора

в установленной полосе частот в линейном масштабе (12): = шах-ПО

Аналогичные измерения и расчеты выполнить в диапазоне частот от 26 до 50 ГГц с применением высокочастотных кабельных сборок из состава комплекса.

Результаты поверки записать в таблицу 4.

Таблица 4 - Результаты оценки погрешности измерений модуля комплексного коэффициента

передачи анализатором из состава комплекса

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

0_А2 = (1 + Ю^0Ш7/>)²-1,                                    (13)

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

• 8.3.1.4 Погрешность измерений фазы 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, СВЧ-опто и Опто-СВЧ и мерой в диапазоне частот от 1 до 26 ГГц в соответствии с технической документацией на него.

Изменяя ослабление аттенюатора от 0 до 50 дБ с шагом 10 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(S12(/)), рад, и действительным значением установленного фазового сдвига мерыФ^(Л°(/), рад, записанным в его технической документации (14):

0%’ (Z) = arg(S12(Z)) -    (Z ),                            (14)

За погрешность 0_Ф1 для каждого номинала относительного уровня фазового распределения электромагнитного поля принять максимальное значение погрешности измерений 0^ (/) соответствующего номинала ослабления аттенюатора в установленной полосе частот (15):

=тах{б»^⁾ (/,)}.                                          (15)

Провести аналогичные измерения и расчеты для полосы частот от 26 до 50 ГГц с применением высокочастотных кабельных сборок из состава комплекса.

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 (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.

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           A,_min - минимальная длина волны, соответству

ющая 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 «NFMeas» 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_тт12, до срабатывания механического ограничителя, фиксировать показания системы лазерной координатно-измерительной Leica АТ401.

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

Погрешность измерений фазы А^?(/), рад, обусловленную неточностью позиционирования антенны-зонда в плоскости сканирования, для каждого номинала частоты, указанного в п. 8.3.1.1, оценить по формуле (16):

A^(/)=fc-Az,

где к = 2л-/2 - волновое число, 1/м;

2 - 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 (17):

i=0_______________

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

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

• 8.3.1.6 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 (рис. 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 ТМА 1-50 Э из состава комплекса.

Антенну ТМА 1-50 Э 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 ТМА 1-50 Э в положение, соответствующее вертикальной поляризации.

Расстояние между раскрывами антенны ТМА 1-50 Э и антенны-зонда установить равным в пределах ЗА., где А, - 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 А/2;

• - режим сканирования - непрерывное сканирование без реверса;

• - поляризация измеряемой антенны - вертикальная;

• - поляризация зонда - вертикальная;

• - размеры области сканирования 200 * 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 nfcalc.exe, входящую в комплект поставки комплекса. На частоте 50 ГГц рассчитать амплитудные Aj и фазовые ср j 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:

  ю дБ	±0,3 дБ;
  20 дБ	±0,3 дБ;
  30 дБ	±0,4 дБ;
  40 дБ	±0,7 дБ;
  50 дБ	± 1,1 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 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):

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

L_y =b+2R- tg(p,

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

а, b - размеры раскрыва в соответствующих плоскостях, м, а = b > 5А_тах, 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_тас.

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

^,y)e._p[J(_V^ y))]    _{{            +          г} д _>(19)

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

(х2, у2) - координаты на плоскости сканирования, м;

Ао - амплитуда сигнала (Ao = 1 В)',

<ро- фаза сигнала (уро = 0рад)',

грамму направленности по формулам (20) и (21):

_F . I, ,   ₂    \3(J(x₂,y₂H

^i(U’^V> “ ^V MAXli3(J(x₂,y₂)ff

F„(u,v) = arg[S( J (x₂, y₂))]

где I...I - модуль комплексной величины;

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

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

и = sin 0 • cos (р, v = sinO ■ sin q> - угловые координаты;

Л          Л

U = ±---N, V = ±---М - угловые сектора в системе координат направляющих косинусов

27.^.             2L_y

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

, в = arccos w, <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 формулам (22) и (23):

8А = Norm(0.cr² а) , = Norm( 0,сг²р), где Norm - генератор случайных величин, распределенных по нормальному закону;

сг_А - среднее квадратическое отклонение результатов измерений амплитудного распределения

а_А =10²⁰ /2,45;

бг_р - среднее квадратическое отклонение результатов измерений фазового распределения ст_л =Дф/2,45.

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

J* (^х2 > У г) = И^х2 > У2 X^{1 +} ^)exp(j(arg(j(x₂, у₂))+ Д^)).                (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 <р=тт/2 рассчитать по формулам (25) и (26):

°^fa

(25)

(26)

где к - число реализаций моделирования, к =7.

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

8F_a = ±20 lg(l + 2,45о-Г_л);                                (27)

1R0

ДГ_Ф=±—2,45-<тГ_ф.                         (28)

л

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

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

  -10 дБ

  -20 дБ

  -30 дБ

  -40 дБ

  -50 дБ

±0,3 дБ;

±0,4 дБ;

±0,6 дБ;

±1,0 дБ;

±1,7 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:

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

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

Погрешность измерений коэффициента усиления 8, дБ, рассчитать по формуле (29):

(29)

где 31 - погрешность измерений АДН до уровней минус 10 дБ, <5/=0,072;

$2 - погрешность коэффициента усиления эталонной антенны, 32=0,12; 0,2; 0,41; 0,6;

Зз - погрешность за счет рассогласования.

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

(30) (31)

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):

Л

(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

  0,8 дБ

  1,5 дБ

  2,0 дБ

±0,7 дБ;

±1,0 дБ;

±1,7 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 погрешности измерений поляризационных диаграмм проводить расчетным путем при использовании результатов расчетов, полученных в п. 8.3.2 настоящего документа.

Погрешность измерений относительных уровней поляризационных диаграмм Зпх (дБ), рассчитать по формуле (33):

(33)

где di - погрешность измерений амплитудных диаграмм на уровнях, соответствующих уровню поляризационной диаграммы, рассчитываемая по формуле (27);

82 - погрешность из-за неполной кроссполяризационной развязки зонда, оцениваемая по формуле (34):

^2 = _{1 + 1}Q0.05(^-/f₃) ’

где Ки, Кз - коэффициент эллиптичности испытываемой антенны и зонда.

Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности измерений поляризационных диаграмм не превышают допускаемых пределов при следующих относительных уровнях:

±0,3 дБ;

±0,4 дБ;

±0,7 дБ;

±1,3 дБ.

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

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

• 8.3.5.2 Результаты поверки считать положительными, если в диапазоне частот от 1 до 50 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 50 ГГц.

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

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

• 8.3.6.2 Результаты поверки считать положительными, если размеры рабочей области сканирования комплекса (длина х высота) не менее 5,7 х 5,65 м.

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

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

• 8.3.7.2 Результаты поверки считать положительными и сектор углов восстанавливаемой амплитудной диаграммы направленности в азимутальной и угломестной плоскостях составляет от -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»

17