Государственная система обеспечения единства измерений. Антенны остронаправленные. Методика выполнения измерений для определения параметров по полю в раскрыве

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

С О ЮЗ А ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА

ИЗМЕРЕНИЙ

АНТЕННЫ ОСТРОНАПРАВЛЕННЫЕ

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ПО ПОЛЮ В РАСКРЫВЕ

ГОСТ 8.309-78

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР (Госстандарт СССР)

ИСПОЛНИТЕЛИ

П. М. Геруни, Д. С. Арутюнян
ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Мини­стров СССР (Госстандарт СССР)
Член Госстандарта СССР А. И. Ивлев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государст­венного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 ию­ня 1978 г. № 1743

Государственная система обеспечения единства
измерений

АНТЕННЫ ОСТРОНАПРАВЛЕННЫЕ

Методика выполнения измерений для определения
параметров по полю в раскрыве
State system for ensuring the uniformity of
measurements Highly directional antennas
The technique of measurements for determining
parameters by the aperture field
. Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 июня 1978 г. № 1743 срок введения установлен
с 01.07 1979 г.
Настоящий стандарт распространяется на остронаправленные антенны и устанавливает методику выполнения измерений для определения параметров создаваемых ими полей излучения путем измерения характеристик полей в их раскрывах.
Определяемыми настоящей методикой параметрами поля из- .лучения являются:
диаграмма направленности (ДН);
положение электрической оси в пространстве;
коэффициент поляризации (КП).

1. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОСТРОНАПРАВЛЕННЫХ

АНТЕНН ПО ПОЛЮ В ИХ РАСКРЫВЕ

1.1. Настоящая методика позволяет определить параметры по­ля излучения остронаправленных антенн путем измерения харак­теристик распределения поля в их раскрывах с последующим пересчетом значений поля в раскрыве в дальнюю зону. Измерение и пересчет выполняются автоматически при помощи ЭВМ. По­грешности измерения параметров антенн, указанные в настоящем стандарте, распространяются на остронаправленные антенны с квазиравномерным распределением поля в их раскрывах.
1.2. Методика применяется для определения параметров остро­направленных антенн при их разработке, производстве и эксплу­атации как в свободном пространстве, так и в закрытых безэхо­вых помещениях.
Перепечатка воспрещена
©Издательство стандартов, 1978
1.3. Настоящая методика не исключает выполнения измерении для определения параметров поля излучения остронаправленных антенн другими методами (по дальней зоне, коллиматорные и другие).
1.4. Методика измерения параметров конкретной остронаправ­ленной антенны по п. 1.1 или 1.3 указывается в технической до­кументации, утвержденной в установленном порядке.

2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И АППАРАТУРА

2.1. В качестве средств измерений применяют измерительные Комплексы аппаратуры, позволяющие выполнять измерения ха­рактеристик амплитудно-фазового распределения поля в раскры­вах остронаправленных антенн и обработку результатов измере­ний с целью определения параметров поля излучения. Рекомен­дуемая блок-схема измерительного комплекса аппаратуры пред­ставлена на черт. 1. Основные метрологические характеристики устройств, входящих в измерительный комплекс, указаны в обя­зательном приложении 1.

а. Испытуемая антенна в передаю- б. Испытуемая антенна в приемном щем режиме режиме

'/—измерительный генератор; 2—измерительный зонд; 3—сканер; 4—амплифазометр; 5—пре­образователь сигналов; устройство автоматического управления сканера; 7—ЭВМ; Л—ис­пытуемая антенна
Черт. 1
2.2. Измерительные комплексы аппаратуры в зависимости от точности и возможностей применяемых в них устройств делятся на два класса:
I класс — рабочие измерительные комплексы аппаратуры вы­сокой точности;
II класс — рабочие измерительные комплексы аппаратуры.
2.3. Среднеквадратические отклонения результатов измерений амплитуды поля и фазы поля в раскрывах испытуемых острона­правленных антенн не должны превышать для измерительных комплексов I класса 0,6 дБ и 4°, соответственно, а для II клас­са— 1,2 дБ и 8°, соответственно. При этом погрешность резуль­татов определения параметров поля излучения остронаправлен­ных антенн не должна превышать значений, приведенных в таб­лице1. Погрешности определения положения электрической оси остронаправленной антенны в пространстве практически полно­стью определяются погрешностями определения относительного расположения остронаправленной антенны и плоскости сканиро­вания геодезическими или другими методами.
При работе с измерительными комплексами, имеющими погреш­ности, превышающие погрешности комплексов II класса, погреш­ность определения параметров остронаправленных антенн соответ­ственно возрастает.
2.4. Зависимости погрешностей определения параметров поля излучения остронаправленных антенн от среднеквадратических ошибок измерения поля в их раскрывах приведены в виде номо­грамм в обязательном приложении 2.
N п/п.
Наименование параметра
Нормы для рабочих измери­тельных комплексов аппаратуры классов

I
п
1
2
3
Диаграмма направленности
) ширина луча, %1
) уровень первого бокового лепестка*
) уровень первого минимума по мощ­ности*
) угловое смещение первого бокового лепестка, %
) угловое смещение первого миниму­ма, ’%'
Коэффициент поляризации поля (в пре­делах ширины луча), %|
Положение электрической оси в прост­ранстве относительно плоскости раскры­ва, %
0,2
3,0
3,0 (до уровня
27 дБ)
0,1
0,2
4
0,1
1,0
15,0
15,0 (до уров­ня 20 дБ)
0,6
1,0
7
0,6
* Погрешность указана в процентах от измеряемой величины.

2.5. Дополнительным средством измерения может служить без­эховая камера. Основным требованием к ней является обеспече­ние двукратных отражений с суммарным поглощением не менее 35 дБ.
Для повышения точности измерений влияние этих отражений на результат измерений можно в значительной мере исключить как систематическую ошибку.
2.6. В автоматических измерительных комплексах аппаратуры, управляемых через ЭВМ, измерительный зонд при помощи меха­нического сканера перемещается на плоскости в раскрыве остро­направленной антенны по растровому закону — вертикальными строками при горизонтальном шаговом движении или наоборот. Ввод измерительной информации в ЭВМ осуществляется в реаль­ном масштабе времени. После окончания цикла измерения поля в раскрыве ЭВМ автоматически переходит в режим обработки и выдачи протокола измерений.

3. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

3.1. Развертывают измерительный комплекс аппаратуры в ра­бочее положение. Для этого механический сканер устанавливают в раскрыве испытуемой остронаправленной антенны перпендику­лярно к ее геометрической оси.
3.2. После установки измерительной аппаратуры в рабочее по­ложение в соответствии с требованиями руководства по эксплу­атации комплекса включают аппаратуру и выдерживают для про­грева 1 ч.
3.3. Проверяют режимы работы отдельных устройств и ком­плекса в целом согласно руководству по эксплуатации.
3.4. Устанавливают элементы аппаратуры и индикаторы в ис­ходное состояние.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. Измерительный комплекс аппаратуры переводят в авто­матический режим работы согласно руководству по эксплуатации.
4.2. По контрольно-измерительным приборам измерительного комплекса аппаратуры следят за ходом работы комплекса.
4.3. Проверяют поступивший с выхода ЭВМ протокол аттеста­ции остронаправленной антенны.

5. ОБРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Обработка результатов измерений производится автомати­чески в процессе выполнения измерений. Процесс обработки де­лится на два основных цикла: выполнение преобразования поля (моделирование ДН) и проведение окончательной обработки (рас­чет параметров). Указанные циклы могут выполняться с разнесе­нием во времени по отношению к процессу измерений.
5.2. Алгоритмы, расчетные соотношения и методики определе­ния параметров приведены в обязательном приложении 3.
5.3. Результаты измерений печатаются на выходе ЭЦВМ в виде протокола автоматической аттестации остронаправленной антенны. Форма протокола приведена <в рекомендуемом прило­жении 4.

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Требования безопасности работы по настоящей методике долж­ны соответствовать ГОСТ 12.1.006—76.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

№ п/п.
Наименование устройства измерительного комплекса
Характеристики*
1
Измерительный генератор по ГОСТ 14661—69, ГОСТ 14126—78 и

ГОСТ 17193—71

Стабильность не хуже 1.10-4 по часто­те и ±3°/о; по мощности за один цикл измерений. Разность электрических длин опорного и сигнального трактов не бо­лее 10 X
2
Измерительный зонд
(стандартный волновод)
Неравномерность ДН в пределах рас­крыва испытуемой антенны не более 0,8 дБ
3
Сканер
Размеры рабочей поверхности
L > D+2d tga, где D — размер геометри­ческого раскрыва остронаправленной антен­ны, м; d — расстояние от геометрического раскрыва до рабочей поверхности скане­ра, м; 2а — угловая ширина определяемого сектора ДН, угловые градусы. Шаг изме­рений (дискретизации)
X
0,5 X < т < —, см.
2 sin а
Верхняя граница для шага может ис­пользоваться с компенсацией ошибок пу­тем фильтрации пространственных гармо­ник.

№ п/п.
Наименование устройства измерительного комплекса
Характеристики2
«

Погрешность шага не более 0,1 К
Среднее квадратическое отклонение рабо­чей поверхности сканирования от плоско­сти не более Х/300.
Угловая погрешность установки сканера относительно антенны не должна пре­вышать допустимую погрешность определе­ния смещения электрической оси острона­правленной антенны по геометрической.
4
Амплифазометр
Чувствительность определяется мощно­стью генератора, трактом и отношением площадей раскрывов испытуемой остро­направленной антенны и измерительного зонда.
Динамический диапазон входного сигна­ла 20 дБ. Относительная погрешность из­мерения амплитуды 1 дБ. Среднеквадрати­ческая фазовая ошибка не более 2°.
5
Подвижная линия пере­дачи сигнала
Нестабильность фазовой характеристики не более 1° (среднеквадратическое значе­ние).
6
Преобразователь сигна­лов по ГОСТ 14014—68 ти­па Ф 722/4
Включает аналого-цифровой преобразо­ватель и устройство ввода данных в ЭЦВМ.
7
Устройств