Назначение
Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 0.2-40.0 БД 106 (далее - комплекс) предназначен для настройки и измерения радиотехнических характеристик пассивных антенн в диапазонах частот 0,2-40,0 ГГц методом дальней зоны и от 1,0-40,0 ГГц методом ближней зоны.
Описание
Принцип действия комплекса при измерениях в дальней зоне основан на измерении частотных и угловых зависимостей коэффициента передачи при подключении к измерительным портам анализатора электрических цепей векторного ZVA 67 (ВАЦ) антенных устройств, размещенных в соответствии с условием «дальней зоны».
Принцип действия комплекса при измерениях в ближней зоне основан на амплифазо-метрическом методе измерений характеристик антенн. Оценка нормируемых радиотехнических характеристик испытываемых антенн осуществляется по результатам математической обработки измеренного на плоскости сканирования амплитудно-фазового распределения тангенциальных компонент электромагнитного поля, излучаемого (принимаемого) антенной. Измерения радиотехнических характеристик антенн выполняются при подключении к измерительным портам ВАЦ. При работе ВАЦ устанавливается в режим измерений параметров S21 или S12.
Функционально и конструктивно комплекс состоит из:
- безэховой экранированной камеры ТМ ЭК 11.9 х 6.9 х 6.92, предназначенной для воспроизведения нормированных условий испытаний при оценке характеристик радиотехнических систем;
- прецизионного четырехкоординатного (X, Y, Z, P) Т-сканера (сканер) ТМП 04П 3.0 х 3.0 с контроллером управления, предназначенного для установки и вращения антенн-зондов и вспомогательных антенн в плоскости поляризации;
- прецизионного четырехкоординатного (SL-слайдер, AZ, EL, R) опорно-поворотного устройства (ОПУ) ТМП 04 В с контроллером управления, предназначенного для установки и вращения испытываемой антенны в горизонтальной плоскости, в плоскости элевации, поляризации и для перемещения по дальности;
- ВАЦ, предназначенного для измерений отношения амплитуд и разности фаз опорного и зондирующего сигналов (комплексного коэффициента передачи системы «испытываемая антенна - антенна-зонд»). Зондирующий сигнал - это сигнал, подаваемый с выхода ВАЦ на вход испытываемой антенны и излучаемый ею, принимаемый далее антенной-зондом и поступающий на вход ВАЦ. Результат измерений комплексного коэффициента передачи системы «испытываемая антенна - антенна-зонд» передается на персональный компьютер (ПЭВМ), где после его обработки получают значения нормируемых характеристик испытываемой антенны;
- комплекта радиопоглощающего материала Штиль-100.К66, предназначенного для уменьшения уровней вторичных излучений;
- комплекта антенн-зондов ТМАЗ 1-2 Э, ТМАЗ 2-4 Э, ТМАЗ 4-8 Э, ТМАЗ 8-18 Э, ТМАЗ 18-40 Э для установки на сканер при измерениях методом ближней зоны, предназначенного для приема и передачи СВЧ сигналов от 1 до 40 ГГц;
- комплекта вспомогательных антенн ТМА 0.2-1.3 Э, ТМА 1.3-15 Э, ТМА 15-40 Э для установки на сканер при измерениях методом дальней зоны, предназначенного для приема и передачи СВЧ сигналов от 0,2 до 40 ГГц;
- малошумящих усилителей TMAU 2045-35 (МШУ), предназначенных для повышения чувствительности приемных устройств
- источника бесперебойного питания Импульс 2000 VA, обеспечивающего стабилизированное электропитание комплекса;
- комплекта кабелей связи, управления и питания, обеспечивающего цифровые и аналоговые связи между элементами комплекса;
- ПЭВМ в комплекте с приборной стойкой, предоставляющего оператору интерфейс для автоматизированного управления элементами комплекса, сбора, обработки, хранения и вывода результатов измерений.
Заводской номер 106, идентифицирующий данный комплекс, указывается на самоклеящейся этикетке, размещённой на лицевой стороне приборной стойки в формате цифрового обозначения.
Для предотвращения несанкционированного доступа к внутренним частям ВАЦ предусмотрены пломбы в виде наклеек.
Внешний вид составных частей комплекса приведен на рисунках 1 - 7. Место размещения знака утверждения типа, заводского номера и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунках 4 и 5.
Рисунок 1 - Общий вид комплекса
Рисунок 2 - Общий вид сканера
Рисунок 3 - Общий вид ОПУ
Место нанесения знака утверждения типа
Место нанесения заводского №
Рисунок 4 - Общий вид приборной стойки с приборами, место размещения наклейки и место
нанесения заводского номера
Рисунок 5 - Задняя панель ВАЦ с указанием мест пломбировки от несанкционированного доступа (слева), общий вид ВАЦ (справа)
Рисунок 6 - Общий вид рабочего места оператора
Рисунок 7 - Общий вид МШУ
Программное обеспечение
Метрологически значимое программное обеспечение (ПО) комплекса представляет собой ПО «MeasurementCenter» и «ProViLab».
ПО «MeasurementCenter» предназначено для автоматизации работы комплекса, ручного управления ОПУ и сканером, настройки параметров их перемещения, настройки параметров работы ВАЦ, задания плана измерений и для запуска измерения.
ПО «ProViLab» предназначено для:
- обработки результатов измерений и получения значений радиотехнических характеристик исследуемой антенны;
- представление радиотехнических характеристик исследуемой антенны в виде таблиц, графиков и диаграмм;
- хранение результатов измерений и радиотехнических характеристик исследуемой антенны.
П О работает под управлением операционной системы Windows 7.
Уровень защиты ПО «низкий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
| Таблица 1 - Идентификационные данные П | [О |
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MeasurementCenter.exe | ProViLab.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.4.0.22 | 1.1.5 |
| Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) по алгоритму MD5 | 08F4B55B4538C40A328 BEBCE4A63294F | 288731FFF2350FCFE3 55BBC3D3E68606 |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Метрологические характеристики при измерениях методом ближней зоны |
| Диапазон рабочих частот для ближней зоны, ГГц | от 1 до 40 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений амплитудного распределения электромагнитного поля (при динамическом диапазоне измеренного амплитудного распределения не менее 50 дБ и кросспо-ляризационной развязке антенны-зонда не менее 20 дБ) при относительных уровнях амплитудного распределения, дБ -10 дБ | ±0,3 |
| -20 дБ | ±0,5 |
| -30 дБ | ±1,5 |
| -40 дБ | ±2,0 |
| -45 дБ | ±3,0 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазового распределения электромагнитного поля (при динамическом диапазоне измеренного амплитудного распределения не менее 50 дБ) при относительных уровнях амплитудного распределения, градус | |
| -10 дБ | ±3 |
| -20 дБ | ±6 |
| -30 дБ | ±8 |
| -40 дБ | ±15 |
| -45 дБ | ±20 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений амплитудных диаграмм направленности (далее - АДН) (при динамическом диапазоне измеренного амплитудного распределения не менее 50 дБ и кросспо-ляризационной развязке антенны-зонда не менее 20 дБ) до относительных уровней, дБ1) | |
| -10 дБ | ±0,4 |
| -20 дБ | ±0,7 |
| -30 дБ | ±2,0 |
| -40 дБ | ±2,7 |
| -45 дБ | ±4,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазовых диаграмм направленности (далее - ФДН) (при динамическом диапазоне измеренного амплитудного распределения не менее 50 дБ) при относительных уровнях амплитудных диаграмм, градус1) | |
| -10 дБ | ±4 |
| -20 дБ | ±10 |
| -30 дБ | ±15 |
| -40 дБ | ±20 |
| -45 дБ | ±25 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений коэффициента усиления антенн при погрешности измерений КУ измерительного зонда, дБ | |
| ±0,3 | ±1,5 |
| ±0,5 | ±1,6 |
| ±0,8 | ±1,7 |
| ±1,0 | ±1,8 |
| ±1,5 | ±2,2 |
| Метрологические характеристики при измерениях методом дальней зоны |
| Диапазон рабочих частот для дальней зоны, ГГц | от 0,2 до 40,0 |
| Динамический диапазон комплекса для диапазона частот, не менее, дБ2) | |
| от 0,2 до 1,3 ГГц включ. | 80 |
| от 1,3 до 12,0 ГГц включ. | 60 |
| от 12,0 до 15,0 ГГц включ. | 80 |
| от 15,0 до 26,0 ГГц включ. | 90 |
| от 26,0 до 40,0 ГГц включ. | 75 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой инструментальной погрешности измерений АДН и ФДН для диапазона частот, дБ2) |
| Диапазон частот и уровень ДН | Пределы допускаемой инструментальной погрешности измерений |
| АДН, дБ | ФДН, градус |
| от 0,2 до 18,0 ГГц включ. - 5 дБ - 10 дБ - 15 дБ - 20 дБ - 25 дБ - 30 дБ - 35 дБ - 40 дБ | ±0,2 ±0,2 ±0,2 ±0,3 ±0,4 ±0,4 ±0,5 ±0,7 | ±1,3 ±1,3 ±1,3 ±2,1 ±2,7 ±2,7 ±3,4 ±4,8 |
| св. 18,0 до 40,0 ГГц включ. - 5 дБ - 10 дБ - 15 дБ - 20 дБ - 25 дБ - 30 дБ - 35 дБ - 40 дБ | ±0,5 ±0,5 ±0,6 ±0,7 ±0,7 ±0,7 ±0,9 ±0,9 | ±3,4 ±3,4 ±4,1 ±4,8 ±4,8 ±4,8 ±6,2 ±6,2 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений уровней АДН и ФДН в дальней зоне |
| Диапазон частот и уровень ДН | Пределы допускаемой погрешности измерений |
| уровней АДН, дБ | уровней ФДН, градус |
| от 0,2 до 18,0 ГГц включ. при коэффициенте безэховости (далее - КБ) в рабочей зоне не более минус 20 дБ -5 -10 -15 | ±1,6 ±2,5 ±4,0 | ±11,2 ±18,5 ±30,0 |
| от 0,2 до 18,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 25 дБ -5 -10 -15 -20 | ±1,0 ±1,6 ±2,5 ±4,0 | ±6,9 ±11,2 ±18,5 ±30,4 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон частот и уровень ДН | Пределы допускаемой погрешности измерений |
| уровней АДН, дБ | уровней ФДН, градус |
| от 0,2 до 18,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 30 дБ -5 | ±0,7 | ±4,5 |
| -10 | ±1,0 | ±7,0 |
| -15 | ±1,6 | ±11,3 |
| -20 | ±2,6 | ±19,1 |
| -25 | ±4,1 | ±30,8 |
| от 0,2 до 18,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 35 дБ -5 | ±0,5 | ±3,1 |
| -10 | ±0,7 | ±4,5 |
| -15 | ±1,0 | ±7,0 |
| -20 | ±1,7 | ±11,9 |
| -25 | ±2,6 | ±19,6 |
| -30 | ±4,1 | ±30,9 |
| от 0,2 до 18,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 40 дБ -5 | ±0,4 | ±2,4 |
| -10 | ±0,5 | ±3,2 |
| -15 | ±0,7 | ±4,6 |
| -20 | ±1,1 | ±7,7 |
| -25 | ±1,7 | ±12,6 |
| -30 | ±2,7 | ±19,8 |
| -35 | ±4,2 | ±31,5 |
| от 0,2 до 18,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 45 дБ -5 | ±0,3 | ±1,9 |
| -10 | ±0,4 | ±2,4 |
| -15 | ±0,5 | ±3,2 |
| -20 | ±0,8 | ±5,3 |
| -25 | ±1,2 | ±8,4 |
| -30 | ±1,8 | ±12,8 |
| -35 | ±2,8 | ±20,6 |
| -40 | ±4,3 | ±32,6 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон частот и уровень ДН | Пределы допускаемой погрешности измерений |
| уровней АДН, дБ | уровней ФДН, градус |
| св. 18,0 до 40,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 20 дБ -5 | ±1,8 | ±12,9 |
| -10 | ±2,7 | ±19,9 |
| -15 | ±4,1 | ±31,4 |
| св. 18,0 до 40,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 25 дБ -5 | ±1,2 | ±8,8 |
| -10 | ±1,8 | ±12,9 |
| -15 | ±2,8 | ±20,4 |
| -20 | ±4,2 | ±31,8 |
| св. 18,0 до 40,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 30 дБ -5 | ±0,9 | ±6,4 |
| -10 | ±1,3 | ±8,8 |
| -15 | ±1,9 | ±13,5 |
| -20 | ±2,8 | ±21,0 |
| -25 | ±4,2 | ±31,8 |
| св. 18,0 до 40,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 35 дБ -5 | ±0,7 | ±5,1 |
| -10 | ±0,9 | ±6,5 |
| -15 | ±1,3 | ±9,5 |
| -20 | ±2,0 | ±14,2 |
| -25 | ±2,8 | ±21,1 |
| -30 | ±4,2 | ±32,0 |
| св. 18,0 до 40,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 40 дБ -5 | ±0,6 | ±4,4 |
| -10 | ±0,7 | ±5,1 |
| -15 | ±1,0 | ±7,2 |
| -20 | ±1,4 | ±10,2 |
| -25 | ±2,0 | ±14,3 |
| -30 | ±2,9 | ±21,2 |
| -35 | ±4,3 | ±32,9 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон частот и уровень ДН | Пределы допускаемой погрешности измерений |
| уровней АДН, дБ | уровней ФДН, градус |
| св. 18,0 до 40,0 ГГц включ. при КБ в рабочей зоне не более минус 45 дБ -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 | ±0,6 ±0,6 ±0,8 ±1,1 ±1,5 ±2,0 ±3,0 ±4,4 | ±4,0 ±4,4 ±5,9 ±7,9 ±10,3 ±14,5 ±22,5 ±33,2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений КУ методом эталонной вспомогательной антенны, дБ, при погрешности измерений КУ вспомогательной антенны, дБ |
| в диапазоне частот от 0,2 до 1,0 ГГц ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,0 в диапазоне частот от 1,0 до 2,0 ГГц ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,0 в диапазоне частот от 2,0 до 4,0 ГГц ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,0 в диапазоне частот от 4,0 до 15,0 ГГц ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,0 в диапазоне частот от 15,0 до 40,0 ГГц ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,0 | ±1,8 ±1,9 ±2,0 ±2,1 ±1,2 ±1,3 ±1,4 ±1,5 ±0,9 ±1,0 ±1,2 ±1,4 ±0,8 ±1,0 ±1,2 ±1,3 ±0,8 ±0,9 ±1,1 ±1,3 |
Продолжение таблицы 2___________________________________________________________
При условиях:
- в диапазоне частот от 1,0 до 12,0 ГГц включ. без малошумящего усилителя (далее -МШУ), при мощности 0 дБ (отн. 1 мВт) и ширине фильтра промежуточной частоты (далее -ПЧ) 100 Гц;
- в диапазоне частот св. 12,0 до 40,0 ГГц включ. один МШУ, при мощности
0 дБ (отн. 1 мВт) и ширине фильтра ПЧ 100 Гц.
2) При условиях:
- в диапазоне частот от 0,2 до 8,0 ГГц включ. без МШУ, при мощности 15 дБ (отн. 1 мВт) и ширине фильтра ПЧ 100 Гц;
- в диапазоне частот от 8,0 до 12,0 ГГц включ. без МШУ, при мощности 15 дБ (отн. 1 мВт) и ширине фильтра ПЧ 10 Гц;
- в диапазоне частот от 12,0 до 40,0 ГГц включ. два МШУ, при мощности 0 дБ (отн. 1 мВт) и ширине фильтра ПЧ 100 Гц.
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Сектор углов восстанавливаемых диаграмм направленности при планарном сканировании, не менее, градус | ±65 |
| Диапазон изменений положения антенны-зонда Т-сканера по линейным координатам, мм по оси X | от 0 до 3000 |
| по оси Y | от 0 до 3000 |
| по оси Z | от 0 до 500 |
| Габаритные размеры сканера, мм, не более длина | 4200 |
| ширина | 1850 |
| высота | 4250 |
| Параметры электропитания от сети переменного тока: - напряжение, В | от 207 до 253 |
| - частота, Гц | от 49 до 51 |
| Рабочие условия применения: - температура окружающего воздуха, °С | от +15 до +25 |
| - относительная влажность окружающего воздуха при температуре плюс 20 °С, % | не более 80 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится на контроллер управления прецизионного четырехкоординатного опорно-поворотного устройства в виде наклейки и титульный лист документа ТМСА 0.2-40.0 БД 106 ПС «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 0.2-40.0 БД 106. Паспорт» типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность комплекса
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный в составе: | ТМСА 0.2-40.0 БД 106 | 1 шт. |
| Экранированная камера в комплекте: - Дверь экранированная с ручным приводом 1,2 х 2,1 м - Дверь экранированная с ручным приводом 0,9 х 2,1 м - Горизонтальный слайдер - Система освещения LED - Комплект фильтров электрических помехоподавляющих - Комплект фильтров вентиляционных помехоподавляющих - Извещатели пожарные - Комплект информационных табло - Проходная панель с набором СВЧ соединителей - Фальшпол модульный, нагрузка 250 кг/м2 | ТМ ЭК 11.9 х 6.9 х 6.92 | 1 шт. |
| Комплект радиопоглощающего материала | Штиль-100.К66 | 994 шт. |
| Четырехкоординатный (X, Y, Z, P) Т-сканер с ка-бель-каналами и фазостабильными кабелями | ТМП 04П 3.0 х 3.0 | 1 шт. |
| Четырехкоординатное (SL - слайдер, AZ, EL, R) ОПУ в комплекте с СВЧ вращающимися соединителями и кабелями управления, в составе: Позиционер однокоординатный (AZ) Позиционер однокоординатный (EL) Позиционер однокоординатный (R) | ТМП 04В AL - 860-1 AL - 560-1Е AL - 360-1 | 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. |
| Контроллер управления ОПУ и Т-сканером в комплекте с пультом ДУ на 8 осей | ТМС 4135 | 1 шт. |
| Векторный анализатор цепей | ZVA67 | 1 шт. |
| Комплект антенн сканера ближнего поля 1.0 -40.0 ГГц: | - | 1 комплект |
| Антенна-зонд диапазона частот 1.0 - 2.0 ГГц | ТМАЗ 1-2 Э | 1 шт. |
| Антенна-зонд диапазона частот 2.0 - 4.0 ГГц | ТМАЗ 2-4 Э | 1 шт. |
| Антенна-зонд диапазона частот 4.0 - 8.0 ГГц | ТМАЗ 4-8 Э | 1 шт. |
| Антенна-зонд диапазона частот 8.0 - 18.0 ГГц | ТМАЗ 8-18 Э | 1 шт. |
| Антенна-зонд диапазона частот 18.0 - 40.0 ГГц | ТМАЗ 18-40 Э | 1 шт. |
| Комплект вспомогательных антенн 0.2 - 40.0 ГГц: | - | 1 комплект |
| Вспомогательная антенна диапазона частот 0.2 -1.3 ГГц | ТМА 0.2-1.3 Э | 1 шт. |
| Вспомогательная антенна диапазона частот 1.3 -15.0 ГГц | ТМА 1.3-15 Э | 1 шт. |
| Вспомогательная антенна диапазона частот 15.0 -40.0 ГГц | ТМА 15-40 Э | 1 шт. |
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Малошумящий усилитель | TMAU 2045-35 | 2 шт. |
| Источник бесперебойного питания | Импульс 2000 VA | 1 шт. |
| Комплект кабелей управления и питания | - | 1 комплект |
| Приборная стойка | - | 1 шт. |
| Персональный компьютер в составе: - Управляющий компьютер - Монитор - Клавиатура - Манипулятор «мышь» - Windows? | - | 1 шт. |
| Компакт-диск с ПО, CD: - ПО управления АИВК, сбора, обработки, регистрации данных, визуализации и каталогизации результатов измерений в ближней зоне и дальней зоне | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | ТМСА 0.2-40.0 БД 106 РЭ | 2 экз. |
| Паспорт | ТМСА 0.2-40.0 БД 106 ПС | 2 экз. |
| Методика поверки | - | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделах 1.6 «Устройство и работа АИВК при проведении измерений радиотехнических характеристик антенн в ближней зоне в частотной области» и 1.7 «Устройство и работа АИВК при проведении измерений радиотехнических характеристик антенн в дальней зоне в частотной области» документа ТМСА 0.2 - 40.0 БД 106 РЭ «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный. Руководство по эксплуатации, Книга 1», в разделах 2 «Измерения в ближней зоне» и 3 «Измерения в дальней зоне» документа ТМСА 0.2 - 40.0 БД 106 РЭ «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный. Руководство по эксплуатации, Книга 2».
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 г. № 3383 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений ослабления напряжения постоянного тока и электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 20 Гц до 178,4 ГГц».
