Назначение
Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1,0-40,0 ДБЗ/TD, FD (далее по тексту - комплекс) предназначен для измерений радиотехнических характеристик антенн и антенных систем в ближней и дальней зонах во временной и частотной областях, а также для измерений радиолокационных характеристик объектов.
Комплекс применяется при проведении испытаний антенно-фидерных устройств радиоэлектронных систем и радиолокационных характеристик объектов, используемых в области обороны и безопасности.
Описание
Принцип действия комплекса при измерениях в ближней зоне основан на восстановлении характеристик испытываемой антенны в дальней зоне путем программной обработки результатов измерений амплитудно-фазового распределения электромагнитного поля в ее ближней зоне.
Принцип действия комплекса при измерениях в дальней зоне основан на облучении испытываемых антенн или объектов электромагнитным полем с квазиплоским амплитуднофазовым распределением и регистрации характеристик сигналов с выходов антенн либо рассеянных объектами полей.
Конструктивно комплекс состоит из четырехкоординатного планарного сканера, позиционера, комплекта антенн-зондов, антенн-эталонов, калибровочных отражателей, передающего' устройства, приемного устройства, векторного анализатора цепей, персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ).
Планарный сканер предназначен для пространственного перемещения антенны-зонда в пространстве (X, Y, Z, Р) вблизи раскрыва испытываемой антенны.
Позиционер предназначен для выставления плоскости измеряемой антенны в плоскость сканера, установки заданной ориентации антенн при измерениях в дальней зоне.
Комплект антенн-зондов состоит из четырех антенн с диапазоном частот (1-4;
4 - 12; 8 - 18; 18 - 40) ГГц. Каждая антенна-зонд представляет собой коньковый волновод, встроенный в пирамидальный рупор.
Комплект антенн-эталонов состоит из двух линзовых антенн с диапазоном частот (0,85-18; 18-40) ГГц.
Комплект калибровочных отражателей состоит из отражателей в форме металлических сфер и цилиндров, для которых возможен теоретический расчет эффективной площади рассеяния (ЭПР).
С целью уменьшения взаимных переотражений между испытываемой антенной и элементами конструкции комплекса, основание антенны-зонда и планарный сканер покрыты радиопоглощающим материалом.
При измерениях амплитудно-фазового распределения, антенна-зонд и испытываемая антенна устанавливаются в положение, соответствующее согласованной поляризации электромагнитного поля.
Генератор импульсов представляет собой формирователь сверхкоротких импульсов, совместно с антенной-зондом и предназначен для формирования импульсного электромагнитного поля вблизи апертуры испытываемой антенны. Импульсные сигналы, принимаемые испытываемой антенной, при каждом положении антенны-зонда на плоскости сканирования, поступают на вход стробоскопического осциллографа (на вход его выносного смесителя).
Стробоскопический осциллограф предназначен для измерений амплитудновременных характеристик, поступающих с выхода испытываемой антенны сигналов, их оцифровки и передачи в ПЭВМ для дальнейшей обработки.
Векторный анализатор цепей (ВАЦ) предназначен для измерений отношений амплитуд и разностей фаз излученных и принятых сигналов. Излученный сигнал - это сигнал, подаваемый с выхода ВАЦ на вход антенны, излучаемый ею и далее принимаемый испытываемой антенной и поступающий на вход ВАЦ. Далее сигналы оцифровываются и передаются в ПЭВМ для дальнейшей обработки.
Генератор импульсов и стробоскопический осциллограф применяются при измерениях во временной области (ВО), ВАЦ - при измерениях в частотной области (ЧО).
ПЭВМ и специальное программное обеспечение, установленное на ней, предназначены для управления элементами комплекса, обработки результатов измерений и получения характеристик испытываемой антенны (характеристики объемных амплитудных и фазовых диаграмм направленности и их сечений, амплитудные и фазовые распределения электромагнитного поля в ближней зоне, коэффициент усиления), их хранения и визуального воспроизведения в виде соответствующих графиков и диаграмм.
Специальное программное обеспечение (ПО) имеет защиту от несанкционированного доступа в виде пароля пользователя и не оказывает влияния на результат измерений.
По условиям эксплуатации комплекс относится к группе 1.1 климатического исполнения УХЛ по ГОСТ РВ 20.39.304-98 и применяется при рабочих температурах от 15 до 25 °C и относительной влажности воздуха до 80 % при температуре 25 °C (без предъявления требований к условиям транспортирования).
Технические характеристики
Основные технические характеристики комплекса приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование параметра (характеристики) | Значение параметра (характеристики) |
| Измерения в ближней зоне |
| ВО | ЧО |
| Диапазон рабочих частот, ГГц | от 1 до 37,5 |
| Динамический диапазон измерений относительных уровней амплитудной диаграммы направленности, дБ, не менее | 45 | 50 |
| Предел допускаемого среднее квадратического отклонения результатов измерений амплитудного распределения электромагнитного поля*, дБ: | | |
| Наименование параметра (характеристики) | Значение z (характе | параметра ристики) |
| до уровня минус 25 дБ до уровня минус 40 дБ до уровня минус 45 (ВО) и 50 (ЧО) дБ | 0,2 ** 0,8 ** 1,2 ** | 0,1 0,4 0,7 |
| Предел допускаемого среднее квадратического отклонения результатов измерений фазового распределения электромагнитного поля* при относительных уровнях амплитудного распределения, °: до уровня минус 25 дБ до уровня минус 40 дБ до уровня минус 45 (ВО) и 50 (ЧО) дБ | 0,6** 2 4** 2,8 ** | 0,2 0,9 1,5 |
| Пределы допускаемой погрешности восстановления относительных уровней амплитудной диаграммы направленности при доверительной вероятности Р=0,95*, дБ: до уровня минус 25 дБ до уровня минус 40 дБ до уровня минус 45 (ВО) и 50 (ЧО) дБ | ±1,1 ± 1,8 ±2,7 | ±0,7 ± 1,6 ±2,1 |
| Пределы допускаемой погрешности восстановления фазовой диаграммы направленности при доверительной вероятности Р=0,95 * при относительных уровнях амплитудной диаграммы направленности, °: до минус 25 дБ до минус 40 дБ до минус 45 (ВО) и 50 (ЧО) дБ | ±3 ±5 ±8 | ± 1,6 ±2,5 ±4,0 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений коэффициента усиления (КУ) антенны методом замещения при коэффициенте стоячей волны по напряжению (КСВН) антенн не более 1,2 и погрешности КУ эталонной антенны, дБ: 2% 6% 12% | ±0,5 ±0,8 ± 1,6 | ±0,4 ±0,7 ±1,3 |
| Максимальный сектор углов восстановления диаграмм направленности антенн в азимутальной и угломестной плоскостях, не менее (при размере апертуры антенны не более 1,8 м),0 | ±70 |
| Размер рабочей области сканирования (ширина х высота), м, не менее | 3x3 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений амплитуды сигнала стробоскопическим осциллографом, % | ± 1 | |
| Пределы допускаемой погрешности измерений временных интервалов стробоскопическим осциллографом, % | ± 1 | |
| Измерения в дальней зоне |
| Динамический диапазон приемного устройства, дБ, не менее: - при количестве N усреднений сигнала N= 16 N = 64 N = 256 - при ширине полосы промежуточной частоты 100 Гц, выходной мощности источника сигнала минус 10 дБ [мВт], без усреднений сигнала, дБ, не менее | 65 71 76 | 100 |
| Энергетический потенциал комплекса в рабочем диапазоне частот без использования МШУ при 128 усреднениях | | |
| Наименование параметра (характеристики) | Значение параметра (характеристики) |
| сигнала, дБ, не менее: от 1 до 3 ГГц | 80 | - |
| от 3 до 10 ГГц | 66 | - |
| от 10 до 25,86 ГГц | 52 | - |
| от 25,86 до 37,5 ГГц | 40 | - |
| Доверительные границы (Р=0,95) случайной составляющей погрешности измерений амплитудного спектра сигнала*** при амплитуде входного сигнала, поступающего с выхода генератора импульсов (при 128 усреднениях), дБ: 1 В | ±0,1 | |
| 0,1 В | ±0,4 | - |
| 0,01 В | ± 1,6 | - |
| Пределы допускаемой погрешности измерений отношений уровней спектральных составляющих сигналов из-за нелинейности амплитудной характеристики приемного устройства, дБ: минус 3 дБ | ±0,1 | ±0,1 |
| минус 10 дБ | ±0,3 | ±0,1 |
| минус 20 дБ | ±0,4 | ±0,2 |
| минус 30 дБ | ± 1,5 | ±0,3 |
| Коэффициент безэховости в рабочей зоне безэховой камеры в диапазоне частот, дБ, не более от 1 до 3 ГГц | **** | минус 25 |
| от 3 до 10 ГГц | **** | минус 30 |
| от 10 до 37,5 ГГц | **** | минус 40 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений КУ методом сравнения (КСВН антенн не более 1,5; уровень ортогональной составляющей поляризации поля излучения не более минус 20 дБ) при погрешности КУ эталонной антенны, дБ: ±0,5 | ±0,9 | ± 1 |
| ±0,8 | ± 1,1 | ± 1,2 |
| ± 1 | ± 1,4 | ± 1,4 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений уровней диаграмм направленности*****, дБ: минус 3 дБ | ±0,2 | ±0,1 |
| минус 10 дБ | ±0,4 | ±0,3 |
| минус 20 дБ | ±0,6 | ±0,9 |
| минус 30 дБ | ±2,2 | ±3,1 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений уровней поляризационных диаграмм***** (в линейно поляризованном поле), дБ: минус 3 дБ | ±0,2 | ±0,1 |
| минус 10 дБ | ±0,4 | ±0,7 |
| минус 20 дБ | ±0,7 | ±2,1 |
| минус 30 дБ | ±2,7 | ±3,3 |
| Собственная ЭПР безэховой камеры (при выполнении процедуры компенсации фона), м2, в диапазоне частот, не более от 1 до 3 ГГц | | 10’3 |
| от 3 до 37,5 ГГц | - | 10'4 |
| Наименование параметра (характеристики) | Значение г (характел | гараметра ристики) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности ЭПР калибровочных отражателей, дБ | - | ±0,4 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений ЭПР объектов для отношения сигнал/фон, дБ: 10 дБ 20 дБ 30 дБ | - | ±3,4 ± 1,5 ± 1,2 |
| Масса, кг, не более: планарного сканера позиционера стробоскопического преобразователя генератора импульсов антенны-зонда ВАЦ ПЭВМ | 1100 900 И 0,5 0,7 20 7 |
| Габаритные размеры (длина х ширина х высота) мм, не более: планарного сканера позиционера приемного устройства передающего устройства антенны-зонда ВАЦ ПЭВМ | ЗЗООхЗЗООх 1500 1500х 1500 х 1000 450 х 150 х 260 110х40х 15 400 х 100 х 100 500 х 470 х 280 450 х 180 x 450 |
| Время подготовки к работе, минут, не более | 60 |
| Время непрерывной работы, ч, не менее | 12 |
| Параметры электропитания: - напряжение переменного тока, В - частота, Гц | от 198 до 242 от 49 до 51 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более | 500 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температур^ окружающего воздуха, °C - относительная влажность воздуха при температуре 25 °C, % - атмосферное давление, кПа | от 15 до 25 до 80 от 84 до 106,7 |
* - значения характеристик нормируются для случая амплитудно-фазового распределения токов в раскрыве антенны типа «пирамидальный рупор»;
* * - при количестве отсчетов в сигнале не менее 1024 и усреднении не менее 128;
* ** - для ВАЦ определяются величиной отношения сигнал/шум;
* *** - определяется параметрами развертки стробоскопического преобразователя;
* **** - при обеспечении условия временной селекции перестриженных сигналов для ВО, при коэффициенте безэховости минус 40 дБ для ЧО.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист формуляра типографским способом, на каждую составную часть комплекса методом наклейки.
Комплектность
В комплект поставки входят: комплекс автоматизированный измерительновычислительный ТМСА 1,0-40,0 ДБЗ/TD, FD, специализированное программное
6 обеспечение, одиночный комплект ЗИП, комплект эксплуатационной документации, методика поверки.
Поверка
Поверка комплекса проводится в соответствии с документом «Комплекс автоматизированный измерительно-вычислительный ТМСА 1,0-40,0 ДБЗ/TD, FD. Методика поверки», утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «32 ГНИИИ Минобороны России» в сентябре 2010 г. и входящим в комплект поставки.
Средства поверки: антенна измерительная П6-23М (диапазон рабочих частот от 0,85 до 17,44 ГГц; КСВН входа антенны не более 1,7; эффективная площадь на частотах до 15 ГГц не менее 150 см2, на частотах свыше 15 ГГц - не менее ПО см2); комплект антенн измерительных рупорных П6-38 (диапазоны частот от 17,44 до 25,86 ГГц и от 25,86 до 37,5 ГГц, эффективная площадь не менее 50 см2, КСВН не более 1,2); генератор сигналов СВЧ Rohde & Schwarz SMR40 (диапазон рабочих частот от 10 МГц до 40 ГГц, пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты выходного сигнала ± 10'7); генератор импульсов точной амплитуды Г5-75 (диапазон установки амплитуды импульсов от 0,01 до 9,999 В, пределы допускаемой погрешности амплитуды импульсов ± 0,01 В, диапазон установки длительности импульсов от 50 нс до 1 с, пределы допускаемой погрешности установки длительности импульсов ±(10'3 т + 15 нс), где т - длительность импульса), частотомер электронно-счетный 43-66 (диапазон частот от 10 Гц до 37,5 ГГц, пределы допускаемой погрешности измерений частоты ± 5-10‘7).
Межповерочный интервал - 2 года.
Нормативные документы
ГОСТ РВ 20.39.304-98.
Руководство по эксплуатации изготовителя.
Заключение
Тип комплекса автоматизированного измерительно-вычислительного ТМСА 1,0-40,0 ДБЗ/TD, FD утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации.
