国家标准 GB/T12649一2017 代替GB/T126491990 气象雷达参数测试方法 Measuringmethodsformeteorologicalradarparameters 2017-07-31发布 2018-02-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T12649一2017 25 5.30接收机动态范围 5.31对数特性动态范围 26 5.32系统动态范围 227 5.33 自频控跟踪精度 227 29 5.34探空接收自频控范围 29 5.35探空接收自频控跟踪精度 30 5.36天气雷达信号处理/数据处理终端 30 5.37风廓线雷达数据处理终端 31 5.38高空气象探测雷达数据处理终端 31 5.39距离标定误差 5.40天线控制方式 2 33 5.41天线控制精度 5.2天线控制灵敏鹰 4 34 5.43天线控制分系统幅频特性 .定向灵敏度 35 35 .45编码器测角分辨率 5.46锥扫频率 36 5.47测速机反馈深度 36 5.48天线控制分系统位置阶跃响应 37 5.49强度处理估算精度 38 5.50速度处理估算精度 39 5.51其他参数 39
GB/T12649一2017 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T12649一1990(气象雷达参数测试方法》本标准与GB/T126491990相比主要技术内容变化如下: -增加了测试项目条款见5.4、5.6、5.7、5.8,5.13,5.16,5.17、5.29、5.32、5.34、5.35、5.455.48、 5.49、5.50) 按GB/T3784修改了术语和定义主要技术参数的测试方法按目前气象雷达的典型测试方式进行了修订原有测试项目41条,经过增加、删减、修订后共有测试项目51条涉及章条名称更改的条款如下 “跟踪速度”改为“最大跟踪速度”见5.3,1990年版5.3);"工作频率范围(工作带宽)”改为“工作频率”见5.5,1990年版5.12);“天线罩衰减”改为“天线罩损耗”(见5.10,1990年版 5.5);“交叉电平"改为“波瓣交叉点电平”见5.ll,1990年版5.6);“接收机灵敏度及灵敏度稳定性”改为“接收机灵敏度”见5.,24,1990年版5.17);“自频调跟踪精度”改为“自频控跟踪精度”(见5.33,1990年版5.24);“平面位置显示器(PPI)、斜距高度显示器(RHI)和水平距离高度显示器(DH、斜距仰角显示器(REI /R显示器、照相显示器、数字视频积分处理系统 (DVIP、数据处理系统”改为“天气雷达信号处理 ,“风廓线雷达数据处理终端”、“高空气象探测雷达数据处理终端”(见5.36,5.37、5.38,1990年版5.25、5.26、5.27、5.28 5.29,5.30、5.32);“天线控制系统的工作方式”改为“天线控制方式”见5,40,1990年版5.33); “天控系统频率特性”改为“天线控制分系统幅频特性”(见5.43,1990年版5.37);“测速机正负反馈深度”改为“测速机反馈深度”(见5.47,1990年版5.40) 删除了“平面位置显示器(PPI)”(1990年版5.25),“斜距高度显示器(RH)和水平距离高度显示器(DHHI)”(1990年版5.26)、“斜距仰角显示器(REI)”(1990年版5.27)、“A/R显示器” (1990年版5.28)、“照相显示器”(1990年版5.29)、“数字视屏积分处理系统(DvVIP)”(1990 年版5.30) 本标准由工业和信息化部提出本标准由电子技术标准化研究院归口本标准起草单位:零八一电子集团有限公司本标准主要起草人:;肖春华,胡蓉,赵玉国、谢柳青、张强,李守琴、杨建平、吴斌本标准所代替标准的历次版本发布情况为: GB/T126491990.
GB/T12649一2017 气象雷达参数测试方法范围本标准规定了气象雷达(以下简称雷达,包括测风雷达,天气雷达、测云雷达等)主要技术参数测试方法本标准适用于气象雷达生产和验收过程中对主要技术参数的测试规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T3784一2009电工术语雷达 GJB74A一1998军用地面雷达通用规范 SJ/T2534.2天线测试方法天线测试场的设计术语和定义 GB/T37842009界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 气象雷达meteorologiealradar 用来探测大气中风、,温度、压力、湿度等气象要索以及云和降水等气象目标的雷达的总称,包括测风雷达、天气雷达和测云雷达等 [GB/T3784一2009,定义2.1.2.25 3.2 测风雷达witnd-findingradar 用来探测大气中的风,温度、压力,湿度等气象要素的雷达,包括高空气象探测雷达、风廓线雷达和多普勒激光测风雷达等 [[GB/T37842009,定义2.1.2.26 3.3 天气雷达weatherradar 用来探测大气中积雨云、雷雨等降水系统的强度、范围及其变化云和降水粒子的平均径向速度和速度谱宽的雷达亦称测雨雷达包括相参天气雷达和非相参天气雷达相参天气雷达亦称多普勒天气雷达,非相参天气雷达亦称常规天气雷达 [[GB/T3784一2009,定义2.1.2.30] 测试的一般要求 4.1仪器仪表用于控制或监测试验参数的仪器仪表和测试装置应在有效的检定周期内,其精度不应低于试验条
GB/T12649一2017 件允许误差的1/3 4.2测试条件 4.2.1电源条件交流电源、直流电源均应按产品规范和仪器仪表说明书中所规定的电源条件设置 4.2.2环境条件如没有特殊要求时,均按测试用标准大气条件进行测试温度:l5C一35C; a b) 相对湿度;25%一75%; 气压;86kPa~106kPa c 4.2.3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 4.2.4接地要求测量设备和被测试设备接地应良好 5 主要技术参数测试方法以上技术参数有多种测试方法时,按本标准排列顺序选用 5.1探测范围 5.1.1测试说明在规定的条件下,测量雷达能够发现(检测)目标并测量目标基本坐标的范围一般包括下列各项: 最大探测距离 a 最小探测距离 b 最大探测高度 c 最小探测高度 d 仰角探测范围; 方位探测范围最大跟踪距离; g h最小跟踪距离 5.1.2试验方法按照GJB74A一1998中附录A规定的试验方法进行 5.2测量精度 5.2.1测试说明雷达探测目标时,求出目标坐标的测量值与标准值之差的统计值用于标准值的精密跟踪雷达的
GB/T12649一2017 测量值,其精度要求高于被试设备精度的3倍 5.2.2试验方法按照GJB74A-1998中附录A规定的试验方法进行 5.3最大跟踪速度 5.3.1测试说明测试雷达自动跟踪目标的快速反应能力(包括角度跟踪速度和距离跟踪速度仲裁时最大跟踪速度测试应按5.3.2.1进行 5.3.2测试方法 5.3.2.1 方法1试验场测试法在测试探测范围和测量精度时,根据录取的数据计算出每一条跟踪航路的最大角度跟踪速度和最大距离跟踪速度,多条航路中的最大值即为雷达最大跟踪速度 -模拟航路测试法 5.3.2.2方法2- 根据雷达模拟航路进行角度跟踪和距离跟踪,利用雷达终端记录的数据进行处理分析,测试角度和距离的跟踪速度 5.4最大角跟踪加速度 5.4.1测试说明测试雷达角度上自动跟踪目标的加速度反应能力仲裁时最大角跟踪加度测试应按5.4.2.1进行 5.4.2测试方法 5.4.2.1方法1试验场测试法在测试探测范围和测量精度时,根据录取的数据计算出每一条跟踪航路的最大角跟踪加速度,多条航路中的最大值即为雷达最大角跟踪加速度 5.4.2.2方法2模拟航路测试法根据雷达模拟航路进行角跟踪加速度的测试,利用雷达终端记录的数据进行处理分析,测试角跟踪加速度 5.5工作频率 5.5.1测试说明测试雷达要求的工作频率根据雷达收发同频或分频的情况采用5.5.2、5.5.3方法进行 5.5.2发射工作频率测试测试框图和测试步骤同5.19.
GB/T12649一2017 5.5.3接收工作频率测试 5.5.3.1 测试框图测试框图见图1 信号讽发射天线天馈线接收机高频组件频谱分析仪图1接收工作频率测试框图 5.5.3.2测试步骤测试步骤如下按图1连接; aa b) 信号源工作在雷达接收通道的工作频率上,收发满足远场条件雷达通电,接收机工作; c d)通过频谱分析仪直接读出被测信号的工作频率 5.6改善因子 5.6.1测试说明通过测量雷达主要分系统对改善因子的限制,推算雷达系统的改善因子主要测量接收机射频激励信号对改善因子的限制I,发射机射频输出信号对改善因子的限制I、模数变换器(AD)位数对改善因子的限制I 以及动目标显示(MTI)滤波器对改善因子的限制I，等指标,按式(1)推算系统的改善因子I -++ 5.6.2接收机对改善因子的限制 5.6.2.1测试说明使用频谱分析仪,测量接收机射频激励信号对改善因子的限制 5.6.2.2测试框图测试框图见图2 接收机衰减器频谱分析仪图2接收机对改善因子的限制测试框图 5.6.2.3测试步骤测试步骤如下按图2连接; a b 接收机加电,射频激励信号经衰减器衰减后,满足频谱分析仪输人范围; 用频谱分析仪观察接收机输出射频激励信号的频谱; c
GB/T12649一2017 d展开频谱波形,当显示带宽为Bw时,观察到信噪比s/N; 按式(2)计算接收机对改善因子的限制: I.2=S/N十10lgBw一10lgf 式中 BW -频谱分析仪分析带宽; 雷达脉冲重复频率 5.6.3发射机对改善因子的限制 5.6.3.1测试说明使用频谱分析仪,测量发射机射频输出信号对改善因子的限制 5.6.3.2测试框图测试框图见图3 发射机糊合器衰减器频谱分析仪图3发射机对改善因子的限制测试框图 5.6.3.3测试步骤测试步骤如下: 按图3连接; a b)雷达开机.发射机工作,输出射频信号经衰减器衰减后,满足频谱分析仪输人范围用频谱分析仪观察发射机输出信号的频谱; c d 展开频谱波形,当显示带宽为Bw时,观察到信噪比s/N; 按式(2)计算发射机对改善因子的限制I e 5.6.4A/位数对改善因子的限制 5.6.4.1 测试说明使用逻辑分析仪,测量A/D变换器的有效位数 5.6.4.2测试步骤测试步骤如下: 将A/D变换器前级输人断开,并接上匹配负载,A/D变换器的输出端各位接人逻辑分析仪 a b 用逻辑分析仪观测A/D变换器自身的噪声,测出A/D变换器的有效位数按式(3)计算A/D位数对改善因子的限制I c ！=20lg[(2N一1)/0.75] 3 式中: N -A/D有效位数 5.6.5MT滤波器对改善因子的限制 5.6.5.1测试说明采用接口工装,将信号处理器的输出转换为计算机通信格式,测试MI滤波器的幅频特性曲线,得
GB/T12649一2017 到MTI滤波器对杂波的抑制度 5.6.5.2测试框图测试框图见图4 信号源信号处理器接口工装计算机图4MI滤波器对改善因子的限制测试框图 5.6.5.3测试步骤测试步骤如下 a 按图4连接; b按产品规范调节信号源输出,且输人信噪比比滤波器抑制度高5dB10dB,但不超过A/D的动态范围; 调节信号源频率,通过接口工装传输到计算机作出MM滤波器的幅频特性曲线; e d 根据产品规范,得到一定谱宽内的MTI滤波器抑制度,即MT滤波器对改善因子的限制！ 5.7整机相位稳定度 5.7.1测试说明雷达整机相位稳定度在系统的相位噪声测试状态下进行 5.7.2测试步骤测试步骤如下 a)使雷达系统工作在相位噪声测试状态; b) 使天线指向仰角90"(或发射机输出置“假负载”状态); 按正常工作步骤开启发射机高压; c d)将发射机的主波作为测试样本,测量接收机线性通道输出的I,Q信号幅度,以此为基础计算主波样本的相位,应经过不低于32次测量统计相位均方根误差 5.8光电轴匹配精度 5.8.1测试说明应在雷达完成调平、光机轴匹配后,再进行光电轴匹配精度的检查仲裁时光电轴匹配精度测试应按5.8.2进行 5.8.2方法1 测试步骤如下在无风的天气条件下,雷达开机,对气球悬挂的目标进行自动跟踪,目标应在1.5km以外,仰 a 角大于9",一次雷达的目标为角反射体,二次雷达的目标为探空仪 b)从光学瞄准镜观察.目标围绕十字线中心摆动的误差范围应满足规定的要求 5.8.3方法2 测试步骤如下
GB/T12649一2017 采用信号源辐射的方法,收发满足远场条件 a b 雷达开机跟踪信号源; 从光学瞄准镜观察,判定目标围绕十字线中心摆动的误差范围是否满足产品规范规定的要求 5.9天线方向图 5.9.1波瓣宽度 5.9.1.1测试说明测量天线最大辐射方向两旁的两个半功率点之间的夹角天线测试场符合SJ/T2534.2的要求天线测试所用设备按图5配置 5.9.1.2测试框图测试框图见图5 极化定位器被测天线辅助天线测试定位器源塔频谱分析仪定位器测试定位器源塔源塔控制信号源控制指示器指示器图5典型的天线测试系统框图 5.9.1.3测试步骤测试步骤如下: 将被测天线按图5连接到测试系统中 aa 将辅助天线与被测天线的极化状态调至匹配 b 将信号源的频率设置为被测天线工作的中心频率f ,使辅助天线和被测天线的主瓣最大在方位面和俯仰面都对准,并记录频谱分析仪接收电平为AdBmw d 将被测天线在方位上顺时针旋转直至频谱分析仪接收电平低于(A一3)dBmw,再逆时针旋转使频谱分析仪接收电平达到(A一3)dBmmw,同时记下此时被测天线支座的方位刻度0,又将被测天线顺时针旋转,使频谱分析仪接收电平经最大值后又回到(A一3)dBmw,记下这时天线支座的方位刻度0 按式(4)计算被测天线3dB波束宽度s 6 =|0一0 (4 将信号鄙频率依次设置其他工作频率点,重复)一山小的步骤.得其他频半点的被寒宽度值. e fD 将被测天线和辅助天线均旋转90",重复b)e)的步骤,可得另一主平面被测天线不同频率点的波瓣宽度值
GB/T12649一2017 5.9.2副瓣电平 5.9.2.1 测试说明测量最大副瓣峰值电平与主瓣峰值电平的比值天线测试场符合S/T2534.2的要求天线测试所用设备按图5配置 5.9.2.2测试框图测试框图见图5 5.9.2.3测试步骤测试步骤如下同5.9.1.3a) a b) 同5.9.1.3b). c 同5.9.1.3e>. 将被测天线在方位面逆时针旋转,找出最大副瓣电平并记录右边副瓣电平为A，dlBmw,再将 d 被测天线顺时针旋转,使频谱分析仪接收电平经最大值后继续向右旋转,找出最大副瓣电平并记录左边副瓣电平为AdBnmw,按式(5)计算被测天线副瓣电平SL SL=max(A、AR一A 式中 -A、A中的最大值 max(AL、AR 将信号源频率依次设置为其他工作频率点，重复c)、d)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均旋转90°,重复e)e)步骤,即可得到另一主平面各个频率点的副瓣 f) 电平值 5.9.3天线增益 5.9.3.1测试说明测量天线在最大辐射方向上的功率增益天线测试场应符合s/T2534.2的要求天线测试所用设备按图5配置 5.9.3.2测试框图测试框图见图5 5.9.3.3测试步骤测试步骤如下同5.9.1.3a). a 同5.9.1.3b b c 同5.9.1.3c). d 将标准增益天线代替被测天线接人测试系统,并调整标准增益天线的仰角和方位,使信号电平最大,并记录频谱分析仪接收电平为AdBmnw 按式(6)计算被测天线在f 的增益 G=G 十A一A (6
GB/T12649一2017 式中天线增益,单位为分贝(dB); G 标准增益天线增益,单位为分贝(dBB). fD 将信号源频率依次设置为其他工作频率点,重复d),e)步骤,得到其他频率点上的天线增益 5.10天线罩损耗 5.10.1测试说明测定天线罩的损耗天线测试场应符合S/T2534.,2的要求天线测试所用设备按图5配置 5.10.2测试框图测试框图见图5 5.10.3测试步骤测试步骤如下: a 同5.9.1.3a) b)同5.9.1.3b). 同5.9.1.3e) c 》将被测天线加上天线罩,重复)~)步骤,记录频谱分析仪接收电平A.dlmw. 按式(7)计算被测天线的天线罩在的损耗 e G=A一A 式中被测天线的天线罩在f 的损耗,单位为分贝(dB) G 将信号源频率依次设置为其他工作频率点,重复a)e)步骤,得到其他频率点上天线罩损耗 fD 5.11波瓣交叉点电平 5.11.1测试说明测量波瓣交叉点电平与最大辐射方向电平的比值天线测试场应符合s/T2534.2的要求天线测试所用设备按图5配置除非在产品规范中另有规定,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,相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2000MHz时,频率间隔应不大于10MHz aa 中心频率在2000MHz一5000MH2时,频率间隔应不大于25MH2; b) 中心频率高于5000MHz时,频率间隔应不大于50MHz 5.11.2测试框图测试框图见图5 5.11.3测试步骤测试步骤如下: 将频谱分析仪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 a “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,将信号源频率设置为fo;
GB/T12649一2017 b 调节天线试验场的控制装置,使辅助天线主瓣最大值对准被测天线 c 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”,频谱分析仪接收电平都分别对应相同,记下这时电轴的方位角和仰角位置 d 将采样位置置于“左”位置,记录频谱分析仪接收电平为BdBmw,在方位面旋转被测天线至波束最大值处,频谱分析仪接收电平为BdBmw,则位置“左”时的波瓣交叉点电平为;(B B)dB; 将天线回到电轴位置,将采样位置置于“右”位置,在方位面旋转被测天线至波束最大值处,频谱分析仪接收电平为BdBmw,可得位置“右”时的波瓣交叉点电平为:(B一B.)dB 将天线回到电轴位置,将采样位置置于“上”,记录频谱分析仪接收电平为CdB,在俯仰面旋转被测天线至波束最大值处,频谱分析仪接收电平为CdB,则位置“上”时的波瓣交叉点电平为:(C-C)dBmW; 将天线回到电轴位置,将采样位置置于“下”,记录频谱分析仪接收电平为cdBmw,在俯仰面旋转被测天线至波束最大值处,频谱分析仪接收电平为c dBmW,则位置“下”时的波瓣交叉点电平为:(C-C)dBmW; 依次将信号源频率设置为其他工作频率点,重复c)一g)的步骤,即得到其他频率点的波瓣交 h 叉点电平 5.12电轴漂移 5.12.1测试说明测量天线在不同频率点电轴指向与中心频率点电轴指向的差值天线测试场符合s/T2534.2的要求天线测试所用设备按图5配置除非在产品规范中另有规定,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,相邻的频率点间的频率间隔选择原则同5.11.1 5.12.2测试框图测试框图见图5 5.12.3测试步骤 5.12.3.1方位面测试步骤如下同5.11.3a); a b) 同5.11.3b). 同5.11.3c),这时只需记录电轴方位角位置; c 依次将信号源频率设置为其他工作频率点,重复步骤e) d 所得数据按产品规范规定求取指向误差 e 5.12.3.2俯仰面测试步骤如下同5.11.3a); a 同5.11.3b); b 同5.11.3e),这时只需记录电轴的仰角位置; c 10
GB/T12649一2017 d)依次将信号源频率设置为其他工作频率点,重复步骤e); e 同5.12.3.le). 5.13斜波束指向角 5.13.1测试说明测试斜波束与中心波束之间的夹角天线测试场应符合S/T2534.2的要求天线测试所用设备按图2配置 5.13.2测试框图斜波束指向测试框图见图5 5.13.3测试步骤测试步骤如下将被测天线按图5连接到测试系统中,被测天线工作于水平极化,被测天线的水平面对应雷达 a 的东西向,俯仰面对应雷达的南北向; b 调整辅助天线的极化状态与被测天线匹配将信号源的频率设置为被测天线工作的中心频率/,使辅助天线主瓣最大值和被测天线的中心波束最大值在方仪面和俯仰面都对准,此时被割天线支座的方位刻度为,俯仰刻度为4 在水平面转动被测天线,使被测天线的斜波束最大值对准辅助天线,此时被测天线支座的方位刻度为0.,斜波束东西向指向为:0一0l; 在水平面转动被测天线,使被测天线支座的方位刻度为0,然后在俯仰面转动被测天线,使被测天线的斜波束最大值对准辅助天线,此时被测天线支座的俯仰刻度为0,斜波束南北向指向为:l0一0.l; 将信号源频率依次设置为其他工作频率点,重复a)e)步骤,可得到其他频率点上斜波束指 fD 向角 5.14垂直波瓣指向角 5.14.1测试说明测量垂直面内波瓣指向角与规定指向角之间的偏差量天线测试场应符合s/T2534.2的要求天线测试所用设备按图6配置 5.14.2测试框图测试框图见图6 5.14.3测试步骤测试步骤如下: 按图6连接,调整辅助天线和被测天线,使其最大辐射方向相互对准 aa b 利用被测天线定位器(指示器使天线俯仰指向角为252'arcsin0.05)或产品规范规定的角度; 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10" 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4个场强波瓣图,以0.707电平的中心线 11
GB/T12649一2017 对应的角度作为每一波瓣相对经纬仪的仰角0,由0角经转换求出相对于被测天线的真实波瓣指向仰角,见图7 被测天线辅助天线测试定位器光学经绵仪信号源定位器测试定位器天线源塔控制频谱指示器升降控制指示器分析仪控制图6垂直波瓣指向角测试框图图7垂直波瓣指向角测试计算示意图由图7得: H土" tan R 旦 tan0 R 由式(8)和式(9)式得: 0 =arcatn(tan0一h/R 10 按式(11)计算垂直波瓣指向角误差 3一式中: -真实波瓣指向角误差,按式(12)计算A0. 0， .(12 M =一2"52” 5.15电压驻波比 5.15.1测试说明测量天馈系统工作频带范围内最大的电压驻波比 5.15.2测试框图测试框图见图8 12
GB/T12649一2017 端口1 天愤分系续矢量网络分析仪图8电压驻波比测试框图 5.15.3测试步骤测试步骤如下: 根据天馈系统工作频带设置矢量网络分析仪的测试频带,将测试参数设置为S11,参数形式设 a 为电压驻波比; b 将开路器、短路器、负载分别接人矢量网络分析仪的端口1按仪器提示进行校准; c 将被测天馈系统接人矢量网络分析仪的端口1进行电压驻波比测试,找出频带范围内的最大值即为被测天馈系统的电压驻波比 5.16收发隔离度 5.16.1测试说明测量天馈分系统工作频带范围内发射通道和接收通道之间的隔离度 5.16.2测试框图测试框图见图9 端口1 天愤分系统矢量网络分析仪端口2 图9收发隔离度,天馈分系统损耗测试框图 5.16.3测试步骤测试步骤如下根据天馈分系统工作频带设置测试频带,将测试参数设置为S21,参数形式设为幅度 aa b) 将矢量网络分析仪的1、端口2直接连接,按仪器提示进行直通校准; 将被测天馈分系统的发射机输人端接人矢量网络分析仪的端口1,接收机输人端接人矢量网 c 络分析仪的端口2进行收发隔离度测试,找出频带范围内的最小值即为被测天馈分系统的收发隔离度 5.17天馈分系统损耗 5.17.1测试说明测量天馈分系统工作频带范围内发射通道、接收通道损耗 5.17.2测试框图测试框图见图9 5.17.3测试步骤测试步骤如下: 同5.16.3a); a 13
GB/T12649一2017 b 同5.16.3b); c 将被测天馈分系统的发射机输人端接人矢量网络分析仪的端口1、天线输人端接人矢量网络分析仪的端口2进行发射通道损耗测试,找出频带范围内的最小值即为被测天馈分系统的发射通道损耗;再将被测天馈分系统的天线输人端接人矢量网络分析仪的端口1、接收机输人端接人矢量网络分析仪的端口2进行接收通道损耗测试,找出频带范围内的最小值即为被测天馈分系统的接收通道损耗 5.18功率容量 5.18.1测试说明测量馈线分系统高功率通道所能承受的最大额定功率需要高功率试验台全套设备,在专用的高功率试验台上进行高功率试验的环境条件(例如温度、气压)和试验要求应符合产品规范中的规定 5.18.2测试框图功率容量测试框图见图10 高功率馈线分系统天线试验台负载图10功率容量测试框图 5.18.3测试步骤测试步骤如下按图10连接,使高功率试验台的工作频率调到被试设备的工作频率f 上 a 加大高功率试验台的输出功率达到被试设备规定的额定值,可从声响判断馈线分系统有无打 b) 火或击穿现象试验完毕后,可根据馈线内部和连接处有无打火或击穿痕迹来判断若在某个频率上出现过短暂的打火或击穿现象,应立即在该频率上加长一倍试验时间在加长时间内也不应再出现打火和击穿现象非点频工作的馈线分系统,应在规定的工作频率范围内选取若干频率点进行试验,相邻频率点 d 间的频率间隔应按5.11.1选择 5.19发射频率 5.19.1测试说明测量发射机射懒信号的中心频率和工作范围 5.19.2测试框图测试框图见图11 14
GB/T12649一2017 发射机枞合器债线天线衰减器频谱分析仪图11发射频率、射频脉冲频谱测试框图 5.19.3测试步骤测试步骤如下按图连拨,调整套酸器使发射棚合信号哀战最大 a b 设置频谱分析仪中心频率为雷达工作中心频率,扫描带宽比雷达工作带宽大100MHz 调整衰诚器的衰减量,使频谱分析仪接收功率电平大于60dBmwW,捕捉最大功率电平值,直接在频谱分析仪上读出所对应的频率,即为发射中心频率测试最高和最低工作频率,其差值即为发射机射频信号的工作范围 d 5.20射频脉冲频谱 5.20.1测试说明测量射频信号的频谱 5.20.2测试框图测试框图见图11 5.20.3测试步骤测试步骤如下按图11连接,调整衰减器使发射耦合信号衰减最大 a 调节频谱分析仪,使“频标”图像在扫描线中央 b 调整衰减器衰减量,使之显示出频谱图像,如图12 c 测试发射脉冲的频谱宽度,首先将“频标”移到频谱主副瓣之间第一个交点,记下频差数f,再 d 将频标移到主副瓣另一交点,记下另一频差f,按式(13)计算频谱宽度Af: .(13 4=f 一按观测到的主瓣最高幅度与第一个副瓣最大幅度之比计算主副瓣比; e D 观察漏脉冲个数,并统计单位时间内漏脉冲个数; 观察频谱光滑程度 g 图12射频脉冲频谱图 15
GB/T12649一2017 5.21脉冲功率(峰值功率) 5.21.1测试说明测量在发射机输出端处发射脉冲持续期内的射频功率仲裁时脉冲功率的测试应按5.21.3.1进行 5.21.2测试框图测试框图见图13 大功率计发射机转接波导使用大功率计测试测试框图发射机糊合器愤线天线小功率计衰减器使用小功率计测试测试框图 b 图13脉冲功率测试框图 5.21.3测试方法 5.21.3.1方法1 -使用大功率计测试测试步骤如下按图13a)连接 a 按测试仪表要求做好测试前的准备,并进行“高频功率”表的刻度校准 b c 加发射机高压,使发射机电流达到额定值,即可从高频功率指示表头上直接读出被测平均功率Pm; d 根据式(14)计算脉冲功率？ P,= 14 了，式中 P 脉冲功率,单位为瓦(w); 脉冲重复频率,单位为赫兹(Hz); 脉冲宽度,单位为秒(s); 当发射机具有两种以上发射脉冲宽度工作方式时,应在两种以上情况下进行测试非点频工作的雷达发射机,应在其他频率上进行功率测试 5.21.3.2方法2 -使用小功率计测试测试步骤如下按图13b)连接,调整衰减器使发射稠合信号幅度为合适大小; a b) 反复检查小功率计外壳接地端与被测系统接地是否良好,被测系统中各连接头接触可靠， 16
GB/T12649一2017 加发射机高压,使发射功率达到额定值,先进行粗测,定出数量级后再重选合适的匹配探头进行精测,此时小功率计上指示的功率数为经过双向合器和衰减器衰减若干倍后的功率读数，将此功率衰减分贝数换算成倍数与小功率计读数乘积为平均功率P; d)按式(14)计算出发射脉冲功率;当采用脉冲功率计测试时,直接读数; e 当发射机具有两种以上发射脉冲宽度工作方式时,应在两种以上情况下进行上述c),d)测试计算;非点频工作的雷达发射机,应在其他频率上进行功率测试 5.22射频脉冲包络 5.22.1测试说明测量射频脉冲经检波后的视频脉冲波形 5.22.2测试框图测试框图见图14 发射机馈线枞合器天线可变检波头示波器衰酸器图14射频脉冲包络、脉冲重复频率测试框图 5.22.3测试步骤测试步骤如下按图14连接,调整衰减器使发射耦合信号衰减最大 a b 接通发射机高压,使发射机工作于额定电流值调节衰减器和检波头,使示波器上显示的图形最清晰,见图15 c 测量脉冲参数、脉冲宽度、幅度、上升时间、下降时间、上冲、下冲,顶部降落 d 上冲顶部降落 90% 90% 50% 50%6 脉冲宽度脉冲幅度 10% 上升下冲时间图15射频脉冲包络示意图 5.23脉冲重复频率 5.23.1测试说明测量发射机每秒钟所产生的射频脉冲(或脉冲串)的数目 17
GB/T12649一2017 5.23.2测试框图脉冲重复频率测试框图见图14 5.23.3测试步骤同5.22.3,通过示波器观测脉冲包络的重复频率,即发射脉冲的重复频率 5.24接收机灵敏度 5.24.1测试说明测试接收机接收微弱信号的能力,常用接收机输人端的最小可检测信号功率来表示对测试环境和仪表的要求如下: 信号源的频率精度应在自频控剩余误差以内,信号源输出信号幅度的精确度或衰减器的精度 a 应不大于0.5dBmw,信号源的漏能功率应低于从正规通道进人接收机的信号功率信号源的输出信号应按产品具体规范要求来调整，一般有连续被信号、脉冲调制信号等; b 满试场地应是干净的电继环境,除被测拉收机相信号课以外没有其他频率相近或与拉收机中 C 频相近的能量源,最好在屏蔽房或微波暗室内进行测试 5.24.2测试框图测试框图见图16 信号源衰减器接收机指示器图16接收机灵敏度测试框图 5.24.3测试步骤测试步骤如下按图16连接,将信号源的频率调至被测雷达接收机工作的中心艇率 a 上; b) 接收机增益置于适当位置(一般在最大增益位置),使指示器上得到接收机的噪声值Ai 调节信号源的输出幅度或调整衰减器的衰减量,使接收机的输出值为A,且使A;/A的比值 c 等效于功率比值为2; 此时加到接收机输人端的信号功率即为雷达接收机的灵敏度; d 可重复测量几次,取其平均值,作为接收机灵敏度 e 5.25噪声系数 5.25.1测试说明测量接收机内部噪声的大小,它是接收机输人端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值,通常用分贝表示仲裁时噪声系数测试应按5.25.3.1进行 5.25.2测试框图测试框图见图17,图18,图19和图20 18
GB/T12649一2017 噪声系数测试仪噪声源接收机图17噪声系数仪表测试法测试框图指示器噪声源接收机 3dB 衰减器图18功率倍增法测试框图中频放大高放中频嗓声源混频前中衰减器检波器被测接收机部分指示器图19中频衰减法测试框图冷热负载高放中频中频指示器标准噪声源混频前中衰减器放大器注1;标准噪声源类型 a)饱和二极管噪声源; b 气体放电管噪声源; 固体嗓声源; c2 d冷热负载标准噪声源注2:指示器类型: aD 超高频毫伏表; b 三用表图20冷热负载法测试框图 5.25.3测试方法 5.25.3.1方法1噪声系数仪表测试法测试步骤如下 19
GB/T12649一2017 按图17连接; a D)对噪声系数仪表进行初始设置; c 先将噪声系数仪的附件噪声源直接接人仪表的输人输出端,进行校准 d)然后将被测接收机接人,进行噪声系数测量 5.25.3.2方法2功率倍增法米波接收机、分米波接收机宜用此法，一般采用饱和二极管噪声发生器,其输出的超噪比是可调节的具体测试步骤如下按图18连接; a b 不启动噪声发生器,使接收机输出端指示为A1; c 启动噪声发生器,并调节其输出大小,使接收机输出指示为A(功率值),且使A/A1=2 d 或者把图18中开关接至“2”的位置,插人中频衰减器或高频衰减器,其衰减量为3dB,启动噪声发生器,并调节其输出大小,使接收机输出端指示仍为A; 则c)或d)两种情况下,按式(15)计算接收机的噪声系数F F=ENR (15 式中 F 接收机的噪声系数; ENR -噪声源的输出噪声功率,单位为分贝dB) 5.25.3.3方法3中频衰减法在微波波段的雷达接收机宜用此法,采用气体放电管噪声源或固体噪声源,其输出的超噪比是不变的测试步骤如下 a 按图19连接; b把中频衰减器的衰减量置于零值,然后记下不启动噪声源时接收机输出端指示为A功率值); c 启动噪声源,并增加中频衰减器的衰减量,使接收机输出端指示器的指示仍为A值; 此时读出中频衰减器的衰碱值Y/aB并换算成Y系数,按式(16)计算接收机噪声系数F d F=ENR一1olg(Y一1十X (16 式中接收机噪声系数 -接收机有镜频输出时,Y'=3dB; 接收机无镜频输出时,X=0dB X 5.25.3.4方法4--冷热负载法要精确地测量较小的噪声系数,可用此法测试步骤如下按图20连接; a) 将冷热负载标准信号源的冷源输出端T 接至接收机输人端,中频衰减器的衰减量置于零,此 b 时接收机输出端指示器的指示为A，值将冷热负载标准噪声源的热源输出T接至接收机输人端,增加中频衰减器的衰减量,使接收机输出端指示器的指示为A值读得此时中频衰减器的衰减值为Y/dB,则按式(17)、式(18)计算接收机的噪声系数F d F=1十 (17 20
GB/T12649一2017 T一YT TN= (18 Y一式(17),式(18)中接收机噪声系数 T 接收机噪声温度,单位为开尔文(K); T 标准室温下噪声温度,单位为开尔文(K); Tm -热源输出的噪声温度,单位为开尔文(K); T 冷源输出的噪声温度,单位为开尔文(K); 中频衰减值,由分贝换算成倍数 5.26接收机中频频率 5.26.1测试说明测试接收机中频频率 5.26.2测试框图测试框图见图21和图22 检波输出被测中频信号源直流电压表放大器图21中频频率测试框图扫频仪被测中频检波输出带晶振频标放大器输出图22中频频率扫频测试框图 5.26.3测试方法 5.26.3.1方法1 此方法适用于频率响应曲线对称的窄带中频放大器测试框图见图21 信号源输出适当幅度的等幅信号,微调信号频率使直流电压表指示最大调整信号输出幅度,使直流电压表指示在产品规定的标称值,再微调信号源频率使直流电压表指示最大此时信号源的频率即为接收机中频频率 5.26.3.2方法2 此方法适用于采用滤波器(如陶瓷滤波器、声表面波滤波器、螺旋线滤波器、IC滤波器等)及响应曲线不对称时的中放此时,带宽的中间值即为中频频率测试框图见图22. 信号源输出适当幅度的等幅信号,微调信号频率使直流电压表指示最大调整信号输出幅度,使直流电压表指示产品规定的标称值改变信号源频率,频率升高至直流电压表指示为标称值的0.707倍 21
GB/T12649一2017 时,频率为f,频率降低至直流电压表指示为标称值的0.707倍时,频率为fa,则按式(19)计算中频频率fa A土 f = 19 5.26.3.3方法3 此方法适用于宽频带中放测试框图如图22 采用有晶振频标的扫频仪测试,在扫频仪上呈现的频率响应曲线最大值为0dB,在-3dB处的两点对应的频率各为f和f,则按式(19)计算中频频率f 5.27 接收机中频带宽 5.27.1测试说明测量接收机中放的3dB带宽仲栽时接收机中频带宽的测试应按5.27.3.1进行 5.27.2测试框图接收机中频带宽测试框图见图23,图24和图25 检波输出扫描仪被测中频带晶振频标放大器图23扫频测试法测试框图按收机信号源检波器指示器线性部分图24增益测试法框图信号发生器接收机指示器检被器 25电压及信号源测试法测试框图图 5.27.3测试方法 5.27.3.1 -扫频测试法方法1 测试步骤如下按图23连接 a b频率响应曲线见图26 22
GB/T12649一2017 -3dB 3dB 图26扫频仪呈现的频率响应曲线首先把扫频仪探头放在被测中放的输人端,调节好“中心频率”和调整输出衰减“Y轴增益”,使荧光屏上显示的图形在纵轴上占有一定格数(如10小格) 然后保持“Y轴增益”不变,把探头移到中放末级的输出端,再调节输出衰减,使光屏上显示的图形在纵轴上也是10小格 d 以曲线的最大值为0dB,在一3dB处的两点所对应的频率各为f及fa 按式(20)计算中频带宽f 20 A/=f一f 5.27.3.2方法2增益测试法测试步骤如下按图24连接; a b)将信号源的频率放在中放中心频率附近,每隔一定频率间隔测读一次指示器上的指示值U 同时用示波器监视信号源的输出幅度U,计算出对应的增益K=U，/U,测完后找出最大增益K，及其所对应的信号频率fi,即为中放实际的中心频率; 计算出各点K与K，的比值,在增益频率坐标上作出一条单位谐振曲线,从曲线上就可求出中放带宽(K/Ki=0.707时. 5.27.3.3方法3- 电压测试法测试步骤如下: 按图25连接; a b 当信号源的衰减器刻度不够准确时,可将信号源的输出固定在某个数值上,改变信号频率时使检波器始终处于线性检波状态(可取检波电压大于0.7V); 先调整信号源频率,使中放谐振,读取检波电压Ud(>1vw对应频率为f)保持信号源的输出电平不变,依次调节信号源的频率,在产品规范规定的带宽范围内均分测试11或9个点大于指标规定带宽范围类推,直至找出第一个低于0.707Ud电压对应的f1、f,然后在坐标纸上作曲线,即可求出3dB通频带 5.27.3.4方法4信号源测试法测试步骤如下: 按图25连接; a b 信号源输出适当幅度的等幅信号,频率设置为中放的中心频率,调节信号源幅度,使指示器指示为一3dB对应的标称值; 23
GB/T12649一2017 将信号源输出幅度增加3dB,在中心频率两侧调信号源频率,先增加频率值,使指示器仍为标称值,读出此时信号源的输出频率值fH;再降低频率,使指示器仍为标称值,读出此时信号源的输出频率fL; d 按式(21)计算接收机带宽B B 21 =fH一L 5.28灵敏度时间增益控制(STC) 5.28.1测试说明检测STC的控制方式、控制特性、控制范围及控制深度 5.28.2测试框图测试框图见图27 信号渊 STc电路示波器图27SIc特性测试框图 5.28.3测试步骤测试步骤如下按图27连接; a b) 接通仪表及被测电路的电源,在示波器上可看到sTC控制曲线如图28所示; 由控制曲线的形状可知其控制方式及特性; c 控制曲线幅度最大段的电压深度U.代表了最大增益下降值,即控制深度; d) 满足某一指标的控制段T即控制范围 e 小U 图28STC控制曲线图 5.29接收机增益 5.29.1测试说明测定接收机自接收机前端输人到中频检波器输出,对信号可呈现的最大增益,采用5.29,3.1方法1 测定接收机自接收机前端输人到中频输出,对信号可呈现的最大增益,采用5.29.3.2方法2. 5.29.2测试框图测试框图见图29和图30 24
GB/T12649一2017 接收机接收机检波直流电压表信号议前端中放图29接收机增益方法1测试框图接收机接收机僧号议频讲分析仪前端中放图30接收机增益方法2测试框图 5.29.3测试方法 5.29.3.1方法1 测试步骤如下 a 按图29连接; b 信号源输出适当幅度的等幅信号,信号源频率设置为工作频率,微调频率,使直流电压表指示最大关掉信号源的输出,将接收机增益调整至最大,读出此时直流电压表指示值V ,打开信号源的输出,调整信号源的输出幅度,使指示为(1十V.)v即在V基础上增加1V),此时信号源输出信号幅度为c(V),则接收机增益G(dB)按式(22)式计算 V2V十I G=20lg 22 5.29.3.2方法2 测试步骤如下按图30连接; a 信号源频率设置为工作频率,输出功率调节在接收机线性区,记录为G b 使用频谱仪测量接收机中放输出,读出此时频谱仪功率,记录为G,; c d 按式(23)计算中频接收机增益G G=G2一G 23 5.30接收机动态范围 5.30.1测试说明测定接收机不饱和时的最大输人信号功率与最小可检测信号功率之比通常以分贝(dB)表示不包括高放、混频器,只测中放电路的动态范围时,按图3连接;包括高放混频时,按图32连接在大信号输人时,中放电路可能饱和造成假象,所以要随时观察中放末级和视放输出是否饱和对圆锥扫描雷达应观察锥扫包络是否失真 5.30.2测试框图测试框图见图31和图32 25
GB/T12649一2017 信号源等效混频器自增控中频放大器示波器图31中频衰减法测试框图高频中频示波器信号源放大器自增控图32高频衰减法测试框图 5.30.3测试步骤测试步骤如下按图31或图32连接; a b) 按产品规范调节信号源,输出接收机所需信号,用示波器观测接收机输出信号调整信号源输出幅度,从示波器观测接收机不饱和时的最大输人信号功率D./dBmw与最小 c 可检测信号功率D/dBmw,其中,根据曲线即可确定输出电压的变化量U，和输人动态范围D/dB; 按式(24)计算动态范围D/dB: d D=D;一D 24 5.31对数特性动态范围 5.31.1测试说明测试对数放大器对数段的输人电压变化范围指示器为示波器或三用表 5.31.2测试框图测试框图见图33 衰减器信号源对数接收机指示器图33对数特性动态范围测试框图 26

气象雷达参数测试方法GB/T12649-2017解析

气象雷达是气象学中重要的观测设备之一，其性能参数的测试是保证雷达正常运行的重要环节。为此，国家标准化管理委员会发布了《气象雷达参数测试方法GB/T12649-2017》标准，该标准规定了气象雷达参数测试的方法和测试数据处理的步骤。

测试方法

气象雷达参数测试方法GB/T12649-2017标准中规定了如下测试方法：

功率测试：在不同功率下测试雷达接收机的信噪比和灵敏度。
方向图测试：测试雷达天线的辐射方向图及其副瓣水平和垂直分量。
频谱特性测试：测试雷达发射机输出频谱的带宽、中心频率和频谱纯净度。
距离测量测试：通过控制信号源的输出，测试雷达的距离分辨率和测距误差。
速度测量测试：测试雷达的速度分辨率和测速误差。
脉冲宽度测试：测试雷达发射机的脉冲宽度。
动态范围测试：测试雷达接收机的动态范围及其均匀性。

测试数据处理

测试数据处理包括数据采集、计算和处理三个步骤：

数据采集：在测试过程中，需要采集不同参数的测量值，并记录下来。
计算：对采集到的数据进行计算，得出相应的测试结果。
处理：将测试结果与标准进行比对，判断测试结果是否符合要求。

最后，需要指出的是，在进行气象雷达参数测试时，需要严格按照GB/T12649-2017标准执行，以保证测试结果的准确性和可靠性。