GB/T 12649-1990 气象雷达参数测试方法

中华人民共和国国家标准

气象雷达参数测试方法

发布实施

国家技术监督局发布

中华人民共和国国家标准

气象雷达参数测试方法

主题内容与适用范围

标准规定了气象雷达测风雷达天气雷达主要技术参数测试方法

标准适用于气象雷达验收过程中对主要技术参数的测试

引用标准

雷达名词术语

军用地面雷达通用技术条件常用名词术语

天线测试方法天线测试场的测试设备

天线测试方法天线测试场的设计

术语

标准中的术语均采用国家标准和国家军用标准

测试的一般要求

仪器仪表

测量中所使用的仪器仪表应经法定的计量部门计量合格并在有效期内方能使用

测试条件

电源条件

交流电源直流电源均按产品标准和仪器仪表说明书中所规定的电源条件进行测试

环境条件

如没有特殊要求时均按正常大气条件进行测试

温度

对湿度

气压

工作场地条件

测试工作场地应清洁不应有影响测试的外界辐射干扰及有害气体烟雾和强烈日光照射避免明

显的机械冲击振动等

接地要求

测量设备和被测试设备接地应良好

主要技术参数测试方法

下列技术参数有多种测试方法时按优先顺序排列

国家技术监督局批准实施

雷达的探测范围

目的

在规定的条件下测量雷达能够发现检测目标并测量目标基坐标的范围它包括下列各项

最大探测距离

最小探测距离

最大探测高度

仰角探测范围

方位探测范围

最大自动跟踪距离

最小跟踪距离

试验方法

根据双方协议在靶场或现场考核

测量精度

目的

雷达探测目标时求出目标坐标的测量值与标准值之差的统计值

注标准值精密跟踪雷达的测量值其精度要求高于被试设备精度的三倍

试验方法

根据双方协议在靶场或现场考核

跟踪度

目的

测试雷达自动跟踪目标的快速反应能力包括角度跟踪度和距离跟踪度

测试方法

根据双方协议在靶场或现场考核

天线方向图

波瓣宽度

目的

测量天线最大辐射方向两旁的两个半功率点之间的夹角

测试框图

见图图

方法

天线测试系统框图见图将被试天线连接到测试系统中

将辅助天线与被测天线的极化状态调至匹配

将信号源的频率调至被测天线工作的中心频率上使辅助天线和被测天线的主瓣最大值在

方位面和俯仰面都对准

调节可变衰减器至值可以从衰减器线性较好的一段中任意选定调节接收机系统使

记录设备记下某一参考电平

将可变衰减器调至将被测天线在方位上顺时针旋转直至记录设备的指示低于原来

的参考值再逆时针旋转使之达到原来记下的参考值同时记下此时被测天线支座的方位刻度又将

被测天线继续逆时针旋转使记录设备的指示电平经最大值后又回到参考电平记下这时天线支座的方

位刻度

被测天线波束宽度按式计算

图典型的天线测试系统框图

垂直波瓣指向角测试框图

图垂直波束指向角测试框图

垂直波瓣指向角测试计算示意图

续图

天线中心经纬仪观察点测试辅助天线被测天线与测试辅助天线间的距离

辅助天线对于被测天线高度被测天线对于经纬仪高度经纬仪所测辅助天

线仰角真实波瓣指向角

将信号源频率依次调至其他频率点重复到步骤可得其他频率点的波瓣宽度值

调节天线试验场的控制设备将被测天线和辅助天线的极化位置均旋转重复到的

骤可得另一主平面被测天线不同频率点的波瓣宽度值

方法

按图架设仪表

测试用的辅助接收天线固定于铁塔铰绳的吊笼上并下俯左右利用架设在被测天线

处的经纬仪每隔仰角给铰绳作一标记其范围应大于垂直波瓣宽度

在水平方向方位面精细旋转被测天线使辅助接收天线位于水平波瓣最大场强处

辅助接收天线沿铁塔顺序上升和顺序下降各两次根据四组数据在场强仰角坐标上划

出归一化的四个场强波瓣图以电平处宽度的四次测量算术平均值作为被测天线的垂直波瓣宽

度

方位面波瓣宽度的测试框图见图调整被测天线仰角使辅助接收天线处于垂直波瓣最大

场强处在水平波瓣的主截面内转动被测天线以四组电平处宽度的算术平均值作为水平波瓣

宽度

仪器仪表及场地

天线测试场的测试设备按执行

天线测试场地要求按执行

副瓣电平

目的

测量最大副瓣峰值电平与主瓣峰值电平的比值

测试框图

见图图

方法

同条

同条

同条

设产品标准中规定的副瓣电平极限值是将衰减器调至调整接收系统使记录设备

指示到某一参考电平

将被测天线在方位面旋转到各副瓣位置并在旋转过程中逐渐地将衰减器恢复到零位被测天

线在各个副瓣位置处的指示电平不应超过参考电平

将信号源频率依次调到其他频率点重复步骤即可得到其他频率点的副瓣电平

将被测天线和辅助天线的极化位置旋转重复步骤即可得到另一主平面各个频

率点的副瓣电平值

方法

按条的规定在垂直波瓣主瓣之外上下延伸测试个波瓣宽度根据场

地而定求出主瓣最大场强与最大副瓣场强之比即为仰角面副瓣电平

按条的规定在水平波瓣主瓣之外左右延伸测试个波瓣宽度求出主瓣最大

场强与最大副瓣场强之比即为方位面副瓣电平

仪器仪表及场地

同条

天线功率增益

目的

测量天线在最大辐射方向上的功率增益

测试框图

见图

测试方法

采用与已知增益的标准天线进行比较的方法进行

同

调节衰减器到值由试验人员选定调节接收系统使记录设备的指示为某参考电

平

将标准天线代替被试天线接入测试系统并调整标准增益天线的仰角和方位使信号电平最

大调节衰减器到使记录设备指示仍为参考电平

被测天线在的增益按式计算

式中天线增益

标准增益天线在时的增益

可变衰减器在被测天线时的衰减读数

可变衰减器在标准天线时的衰减读数

将信号源频率依次调至其他频率点重复步骤可得其他频率点上的天线增益

仪器仪表及场地

同条

标准天线一部

天线罩衰减

目的

测定天线罩对天线增益的衰减值

测试框图

见图

测试方法

同

加有天线罩的天线在的增益按式计算

式中加有天线罩的天线增益

标准增益天线在时的增益

可变衰减器在加有天线罩时被测天线的衰减读数

可变衰减器在标准天线时的衰减读数

天线罩衰减量为

式中未加天线罩时的天线增益

加天线罩时的天线增益

将信号源频率依次调至其他频率点重复上述步骤可得其他频率点上天线罩衰减值

仪器仪表及场地

同条

交叉电平

目的

测量交叉点电平与最大辐射方向电平的比值

测试框图

见图

测试方法

除非在产品标准中另有规定对于非点频工作的单通道和双通道雷达天线应在规定的工作频带范

围内选取若干频率点测量合成波束的交叉电平邻的频率点间的频率间隔应按以下原则选取

中心频率小于时频率间隔应不大于

中心频率在时频率间隔应不大于

中心频率高于时频率间隔应不大于

将天线测试场的接收系统的记录设备接至合成波束的输出口对顺序波束进行采样的器件通

常称为快转关节或扫描部件上应明确标有表征方位例如称为左右位置和仰角例如称为

上下位置位置标记将信号源频率调至

调节天线试验场的控制装置使辅助天线主瓣最大值指向被测天线

依次将采样位置置于上下左右并微调被测天线的方位与俯仰直至无论采样位

置在上或下左或右记录器的指示电平都分别对应同记下这时电轴的方位角和仰角位置

将采样位置置于左位置调节接收系统使记录器的指示为某一参考电平在方位面旋转被

测天线至波束最大值处调节可变衰减器至使指示仍为参考电平则位置左时的交叉电平为

将天线回到电轴位置将采样位置置于右位置重复步骤可得位置右时的交叉电平为

将天线回到电轴位置将采样位置置于上调节接收系统使记录器的指示器指示为某一参考

电平在高低面上旋转被测天线至波束最大值处调节可变衰减器至使指示仍为参考电平则位置

上时的交叉电平为

将天线回到电轴位置将采样位置置于下重复步骤可得位置下时的交叉电平为

依次将信号源频率调至其他频率点重复至的步骤即可得其他频率点的交叉电平

仪器仪表及场地

同条

电轴漂移

目的

测量天线在不同频率点电轴指向的差值

测试框图

见图

测试方法

除非在产品标准中另有规定对于非点频工作的单通道和双通道雷达天线应在规定的工作频带范

围内选取若干频率点测量电轴指向的变化量邻的频率点间的频率间隔选择原则同条

方位面

同条

同条

同条这时只需记录电轴方位角位置

将信号源频率依次调至其他频率点重复步骤

所得数据按产品标准规定求取指向误差

俯仰面

同条

同条

同条这时只需记录电轴的仰角位置

将信号源频率依次调至其他频率点重复步骤

同条

仪器仪表及场地

同条

垂直波瓣指向角

目的

测量垂直面内波瓣指向与规定指向之间的偏差量

测试框图

见图

测试方法

按图连接所需的设备并使辅助天线下俯某个角度使其最大辐射方向对准被测天线

利用被测天线定位器指示器使天线俯仰指向角为或产品标准规定的角度

使辅助天线沿铁塔顺序上升和顺序下降各两次并由架设在被测天线处的经纬仪观测每

时辅助天线停留一下记录信号数据

根据四组数据在场强仰角坐标上画出归一化的四个场强波瓣图以电平的中心线

对应的角度作为每一波瓣对经纬仪的仰角由角经转换求出对于被测天线的真实波瓣指向仰

角见图

由图得

由和式得

垂直波瓣指向角误差

式中垂直波瓣指向角误差

真实波瓣指向角误差

仪器仪表及场地

同条

经纬仪

电压驻波比

目的

测量传输线上波峰与波谷电场强度的幅值求出其比值

测试框图

见图图和图

图测量线测电压驻波比测试框图

测试方法

方法测量线法

除非另有规定用测量线测试电压驻波比应在规定的频率范围内选取若干频率点进行测量邻

的测试频率点的频率间隔选择原则同条

图比值法测反射系数幅值系统框图

图反射损耗法测反射系数幅值系统框图

按图连接设备和仪器

将信号源频率调至调节衰减器电平和测量线的探针使所有测量都在测量检波器的平方

律区域内进行

移动测量线探针以获得最大电平和最小电平电压驻波比按式计算

将信号源频率调至其他频率点重复步骤并记录在交收记录上

注测量线检波器晶体的平方律区域应预先校正

方法比值法

按图布置连接设备和仪器将扫频信号源调至稳幅状态这可用示波器观察检波输出波形来

判断同时将比值计调至工作正常

测量呈开路状态反复仔细调节比值计的满刻度调节控制旋钮使比值计表头指针达满刻度

用反射计所附的失配器作为标准参考元件验证测试系统的准确度例如失配器的电压驻波比

为将失配器接入测试端口查看电压驻波比是否为左右

将被测天馈系统接至反射计测量端从示波器观察规定频带范围内的反射系数也可接至记录

仪画出反射系数曲线

设观察到规定频带范围内的最大反射系数为则在规定的频率范围内电压驻波比的最大

值按式计算

方法反射损耗法

反射损耗的测量用直流替代法其步骤如下

按图布置连接设备和仪表将扫频信号源调至稳幅状态可用功率计在反射计输出端测量全

频带功率起伏不大于来判别

根据被测系统电压驻波比的大小选择应的反射计的