天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾第1部分：基礎(chǔ)測(cè)量天線方向圖的室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方法GB/T40602.1—2021 I Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4測(cè)量條件 4.1概述 4.2被測(cè)天線狀態(tài) 4.3坐標(biāo)系統(tǒng) 35測(cè)量環(huán)境 5.1測(cè)量環(huán)境要求 5.2測(cè)量場(chǎng)地要求 6測(cè)量系統(tǒng) 6.1系統(tǒng)框圖 6.2機(jī)械子系統(tǒng) 6.3射頻子系統(tǒng) 6.4控制子系統(tǒng) 6.5測(cè)量軟件 7測(cè)量方法 7.1基本理論 97.2測(cè)量實(shí)施 97.3測(cè)量參數(shù) 7.4測(cè)量步驟 7.5數(shù)據(jù)分析 7.6輻射方向圖表示方法 7.7測(cè)量不確定度分析 8測(cè)量報(bào)告 8.1測(cè)量報(bào)告要求 8.2測(cè)量結(jié)果輸出 9安全防護(hù) 9.1安全防護(hù)要求 9.2安全防護(hù)措施 附錄A(資料性)輻射方向圖表示方式 附錄B(資料性)測(cè)量不確定度評(píng)估的說(shuō)明 參考文獻(xiàn) I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T40602《天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾》的第1部分。GB/T40602已經(jīng)發(fā)布了以——第1部分：基礎(chǔ)測(cè)量天線方向圖的室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方法；——第2部分：基礎(chǔ)測(cè)量高增益天線方向圖室內(nèi)平面近場(chǎng)測(cè)量方法。本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC79)提出并歸口。本文件起草單位：上海電器科學(xué)研究院、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十九研究所、廣東省珠海市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所、上海添唯認(rèn)證技術(shù)有限公司、上海霍萊沃電子系統(tǒng)技術(shù)股份有限公司、廈門大學(xué)、上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司、上海機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司、上海無(wú)委無(wú)線電檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室有限公司、芮鋒射頻技術(shù)(上海)有限公司、北京中科國(guó)技信息系統(tǒng)有限公司、中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司、佛山市禪信通科技有限公司。Ⅱ天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾是以“天線”(無(wú)形天線-無(wú)線接收系統(tǒng))為切入點(diǎn)，建立天線和無(wú)線電接收系統(tǒng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋天線、測(cè)量場(chǎng)地和無(wú)線接收系統(tǒng)。GB/T40602《天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾》擬由如下部分構(gòu)成。——第1部分：基礎(chǔ)測(cè)量天線方向圖的室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方法。目的在于規(guī)定天線輻射方向圖(以下簡(jiǎn)稱輻射方向圖)在微波暗室內(nèi)等高架遠(yuǎn)場(chǎng)的測(cè)量方法。——第2部分：基礎(chǔ)測(cè)量高增益天線方向圖室內(nèi)平面近場(chǎng)測(cè)量方法。目的在于規(guī)定高增益天線平面近場(chǎng)掃描法在微波暗室內(nèi)測(cè)量天線方向圖的方法。——第3部分：場(chǎng)地測(cè)量緊縮場(chǎng)場(chǎng)地性能確認(rèn)方法。目的在于規(guī)定緊縮場(chǎng)屏蔽效能、靜場(chǎng)輻射特性、相位特性和交叉極化性能的測(cè)量方法。——第4部分：無(wú)線接收系統(tǒng)集成無(wú)線電模塊電子設(shè)備電磁兼容測(cè)試方法。目的在于規(guī)定用于工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療、汽車、家用電器等集成無(wú)線模塊電子設(shè)備的電磁兼容測(cè)試要求和測(cè)試方法。上述四部分與之前已發(fā)布的關(guān)于車載天線及系統(tǒng)的GB/T38889—2020共同構(gòu)成了天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾標(biāo)準(zhǔn)體系。1天線及接收系統(tǒng)的無(wú)線電干擾第1部分：基礎(chǔ)測(cè)量天線方向圖的室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方法本文件描述了天線輻射方向圖(以下簡(jiǎn)稱輻射方向圖)在微波暗室內(nèi)等高架遠(yuǎn)場(chǎng)的測(cè)量方法。本文件適用于工作頻段不超出實(shí)驗(yàn)室可工作頻段，遠(yuǎn)場(chǎng)距離條件滿足實(shí)驗(yàn)室測(cè)試距離，測(cè)量運(yùn)動(dòng)范圍在微波暗室靜區(qū)內(nèi)的天線輻射方向圖測(cè)量。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB8702—2014電磁環(huán)境控制限值GB/T14733.10—2008電信術(shù)語(yǔ)天線3術(shù)語(yǔ)和定義GB8702—2014和GB/T14733.10—2008界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。坐標(biāo)系統(tǒng)coordinatesystem一種包含天線坐標(biāo)系、轉(zhuǎn)臺(tái)坐標(biāo)系、場(chǎng)地坐標(biāo)系的系統(tǒng)。注1:一般選擇天線坐標(biāo)系為測(cè)量坐標(biāo)系，若選擇其他坐標(biāo)系，需從該天線坐標(biāo)系變換到另外的測(cè)量或工作坐標(biāo)系中去，只要它們的相對(duì)取向和位置是已知的。注2:用這種坐標(biāo)系統(tǒng)，測(cè)得的天線參數(shù)與天線的安裝或取向無(wú)關(guān)。室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)farfieldinmicrowaveanechoicchamber一種在微波暗室內(nèi)，且在遠(yuǎn)場(chǎng)條件下進(jìn)行天線測(cè)量的室內(nèi)測(cè)量場(chǎng)地。線極化天線linearly-polarizedantenna在最大增益方向上，作發(fā)射時(shí)輻射線極化電磁波的天線，或作接收時(shí)能使天線終端得到最大可用功率的方向入射線極化電磁波的天線。圓極化天線circularly-polarizedantenna在最大增益方向上，作發(fā)射時(shí)輻射圓極化電磁波的天線，或作接收時(shí)能使天線終端得到最大可用功率的方向入射圓極化電磁波的天線。2在被測(cè)天線的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)進(jìn)行的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果無(wú)需算法轉(zhuǎn)換，可以直接表征天線的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖特性。輻射方向圖radiationpattern表征天線輻射量在空間的分布。注：表征場(chǎng)的量，如電磁場(chǎng)的一個(gè)規(guī)定分量的大小或場(chǎng)強(qiáng)-距離乘積、輻射強(qiáng)度、方向性、絕對(duì)增益或相對(duì)增益等。[來(lái)源：GB/T14733.10—2008,712-02-15,有修改]在給定方向和輻射場(chǎng)區(qū)內(nèi)天線每單位立體角的輻射功率。注1:輻射強(qiáng)度以每球面度的瓦數(shù)表示。注2:輻射強(qiáng)度可以認(rèn)為是兩個(gè)正交極化分量輻射強(qiáng)度之和。[來(lái)源：GB/T14733.10—2008,712-02-41,有修改]在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與標(biāo)準(zhǔn)增益天線在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度注1:如果用理想的無(wú)方向性的點(diǎn)源天線作比較對(duì)象，增益的單位為dBi,在各方向上的增益是均勻的。注2:本文件的增益考慮dBi和dBd的情況，其關(guān)系為dBi=dBd+2.15。注3:增益不包括阻抗和極化失配引起的損耗，并且不依賴于天線所連接的系統(tǒng)。注4:對(duì)應(yīng)于各向同性輻射功率的輻射強(qiáng)度等于天線接收的功率除以4π。注5:如果天線無(wú)損耗，則給定方向上天線的絕對(duì)增益在數(shù)值上和它的方向性系數(shù)相同。注6:如果未指定方向，則為最大輻射強(qiáng)度的方向。對(duì)所需極化，包含輻射強(qiáng)度最大值方向在內(nèi)的天線輻射瓣。副瓣secondarylobe;minorlo除主瓣以外的任何輻射瓣。其軸與主瓣軸的前向大約成180°角度的副瓣。差波瓣零值深度nulldepthofdifferencebeam差波瓣最大電平與差波瓣中心最小電平之比的分貝數(shù)。微波暗室microwaveanechoicchamber一種經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的能模擬自由空間的封閉室。3輔助天線beaconantenna室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量中用于接收或發(fā)射信號(hào)的天線，與被測(cè)天線形成完整的測(cè)量信號(hào)收發(fā)鏈路。輔助天線塔beacontower室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量中用于架設(shè)輔助天線的結(jié)構(gòu)體。在微波暗室內(nèi)，電磁波的反射被控制到設(shè)計(jì)水平的區(qū)域。4測(cè)量條件4.1概述室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方法是在微波暗室內(nèi)直接測(cè)量的方法，將被測(cè)天線架設(shè)在位于靜區(qū)的轉(zhuǎn)臺(tái)上，將輔助天線架設(shè)在被測(cè)天線的遠(yuǎn)場(chǎng)位置處，通過轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)被測(cè)天線旋轉(zhuǎn)，接收設(shè)備采集到幅度和相位后，測(cè)量軟件根據(jù)相應(yīng)的位置信息生成遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖。4.2被測(cè)天線狀態(tài)被測(cè)天線的狀態(tài)有發(fā)射狀態(tài)、接收狀態(tài)、連續(xù)波狀態(tài)、脈沖工作狀態(tài)。當(dāng)被測(cè)天線是無(wú)源、線性可逆的裝置，則該天線的輻射特性可以在發(fā)射狀態(tài)或接收狀態(tài)下測(cè)量。當(dāng)被測(cè)天線含有源、非線性和不可逆電路元件時(shí)，應(yīng)在天線相應(yīng)的工作狀態(tài)下測(cè)量。注：當(dāng)被測(cè)天線在大功率狀態(tài)下工作時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)與保護(hù)。4.3坐標(biāo)系統(tǒng)天線遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖一般是以輻射電場(chǎng)矢量的分量隨方向或位置的變化來(lái)表示的。不論是矢量的分量還是方向參數(shù)都應(yīng)以相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系來(lái)定義。為了最大限度地實(shí)用，坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)相對(duì)于天線固定。用這種坐標(biāo)系，測(cè)得的天線參數(shù)與天線的安裝或取向無(wú)關(guān)。如果需要，可以從該天線坐標(biāo)系變換到另外的測(cè)量或工作坐標(biāo)系中去，只要它們的相對(duì)取向和位置是已知的。室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量中一般采用圖1所示的坐標(biāo)系統(tǒng)，其xoy平面取為被測(cè)天線的口徑面或天線陣的陣面，原點(diǎn)與口徑面的幾何中心重合，z軸垂直于被測(cè)天線口徑面，指向輔助天線。對(duì)線極化天線，天線口面場(chǎng)主極化的方向取作x軸或y軸；對(duì)非線極化天線，x軸和y軸的取向盡可能滿足結(jié)構(gòu)上的某種對(duì)稱性。4-X-X圖1室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)5測(cè)量環(huán)境5.1測(cè)量環(huán)境要求除另有規(guī)定外，測(cè)量應(yīng)在以下氣候條件下進(jìn)行：a)環(huán)境溫度：15℃~35℃;b)相對(duì)濕度：25%～75%;5.2測(cè)量場(chǎng)地要求天線輻射方向圖的室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量通常在矩形微波暗室內(nèi)進(jìn)行，應(yīng)滿足的要求如下：a)微波暗室凈空間尺寸應(yīng)滿足遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量條件、靜區(qū)指標(biāo)、測(cè)量設(shè)備和被測(cè)天線安裝架設(shè)和旋轉(zhuǎn)采樣的空間需求，如圖2所示。5GB/T40602.1—2021標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：R——遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量距離，單位為米(m);R?——輔助天線到暗室前墻的距離，單位為米(m);R?——被測(cè)天線到暗室后墻的距離，單位為米(m);D——被測(cè)天線等效輻射口徑，單位為米(m);W——暗室的高度，單位為米(m);L——暗室的總長(zhǎng)度；θ——輔助天線的入射角。注：凈空間尺寸是指不包含吸波材料的尺寸。為使收發(fā)天線滿足遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量條件，收發(fā)天線間的最小測(cè)量距離R應(yīng)滿足式(1)要求：式中：……………R——遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量距離，單位為米(m);D——被測(cè)天線等效輻射口徑，單位為米(m);d——輔助天線等效輻射口徑，單位為米(m);λmin——被測(cè)天線最高工作頻率對(duì)應(yīng)的最短工作波長(zhǎng)，單位為米(m);λmx——被測(cè)天線最低工作頻率對(duì)應(yīng)的最長(zhǎng)工作波長(zhǎng)，單位為米(m)。暗室的總長(zhǎng)度L應(yīng)滿足式(2)的要求：L=R?+R+R?……(2)式中：R?——輔助天線到暗室前墻的距離，單位為米(m);R?——被測(cè)天線到暗室后墻的距離，單位為米(m)。注1:輔助天線距暗室前墻的距離R,約為1m～W/2,其中W為暗室的高度；6GB/T40602.1—2021式中：注2:當(dāng)θ≤70°,吸波材料具有較好的吸波性能。注3:從吸波材料所允許的入射角看，當(dāng)暗室的高度等于寬度時(shí)，交叉極化特性較好。b)微波暗室工作頻率覆蓋被測(cè)天線工作頻率范圍。c)微波暗室靜區(qū)的范圍應(yīng)覆蓋被測(cè)天線采樣時(shí)的旋轉(zhuǎn)區(qū)域，靜區(qū)中心應(yīng)位于暗室寬度和高度的中心。d)微波暗室靜區(qū)反射電平應(yīng)滿足：1)當(dāng)頻率700MHz～1GHz時(shí)，靜區(qū)反射電平≤—35dB;2)當(dāng)頻率1GHz～3GHz時(shí)(不包括1GHz),靜區(qū)反射電平≤—40dB;3)當(dāng)頻率>3GHz時(shí)，靜區(qū)反射電平≤—45dB。e)微波暗室靜區(qū)空間的幅值均勻性應(yīng)滿足：1)被測(cè)天線沿軸線移動(dòng)時(shí)，接收信號(hào)起伏不超過±2.0dB;2)被測(cè)天線在同一平面，上下左右移動(dòng)時(shí)，接收信號(hào)起伏不超過±0.25dB。f)微波暗室靜區(qū)的交叉極化隔離度≤—25dB。g)微波暗室的多路徑損耗應(yīng)滿足不超過±0.25dB。h)包含場(chǎng)地在內(nèi)的測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)滿足GB8702—2014對(duì)無(wú)線電干擾保護(hù)的要求。6測(cè)量系統(tǒng)6.1系統(tǒng)框圖室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)包括機(jī)械子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、測(cè)量軟件。系統(tǒng)典型框圖如圖3所示。輔助天線輔助天線放大器輔助天線塔測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)控制器矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀低噪聲放大器轉(zhuǎn)臺(tái)控制器被測(cè)天線WT注：AZ表示方位軸，EL表示俯仰軸，W表示極化軸，T表示一維平移軸。圖3室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)框圖76.2機(jī)械子系統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量的機(jī)械子系統(tǒng)包括測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)、輔助天線塔。測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)用于架設(shè)被測(cè)天線，輔助天線塔用于架設(shè)輔助天線，一般將被測(cè)天線架設(shè)在微波暗室靜區(qū)的中心位置，以獲得較好的性能。現(xiàn)方位、俯仰、極化旋轉(zhuǎn)功能和前后、左右的平移功能，可根據(jù)實(shí)際測(cè)量需要選擇其中幾個(gè)維度的組合。如圖4所示，在方位/俯仰轉(zhuǎn)臺(tái)上有一維平移導(dǎo)軌，平移導(dǎo)軌的立柱上安裝極化轉(zhuǎn)臺(tái)，測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在地面鋪設(shè)的導(dǎo)軌上。方位/俯仰軸實(shí)現(xiàn)測(cè)量中的球面采樣便利；極化軸實(shí)現(xiàn)被測(cè)天線的極化旋轉(zhuǎn)；一維平移導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)被測(cè)天線架設(shè)位置的調(diào)整，與輔助天線對(duì)準(zhǔn)；地面導(dǎo)軌調(diào)節(jié)測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)與輔助塔之間的距離。測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)一般使用上方位下俯仰、下方位上俯仰或方位-俯仰-極化組合的轉(zhuǎn)臺(tái)。特殊需求的輻射方向圖測(cè)量，也可設(shè)計(jì)相應(yīng)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)臺(tái)。移動(dòng)功能，可根據(jù)實(shí)際測(cè)量需要選擇其中幾個(gè)維度的組合。極化轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)輔助天線的極化旋轉(zhuǎn)；二維調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)整輔助天線位置，與被測(cè)天線對(duì)準(zhǔn)。遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量中機(jī)械子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量采樣需要的方位、俯仰、極化運(yùn)動(dòng)，被測(cè)天線與輔助天線架設(shè)位置的調(diào)整對(duì)準(zhǔn)，可根據(jù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量需要，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)形式的組合。方位、俯仰、極化轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)精度應(yīng)小于天線輻射方向圖波瓣寬度和指向精度技術(shù)指標(biāo)要求，典型值是波瓣寬度和指向精度的1/10～1/3。極化轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)輔助天線塔測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)圖4機(jī)械子系統(tǒng)示意圖6.3射頻子系統(tǒng)射頻子系統(tǒng)包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、輔助天線、放大器和電纜及實(shí)現(xiàn)測(cè)量功能的其他射頻設(shè)備和器件，基于信號(hào)源及接收機(jī)的射頻測(cè)試系統(tǒng)如圖5a)所示，基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻測(cè)試系統(tǒng)如圖5b)所示，外混頻雙內(nèi)源射頻系統(tǒng)如圖5c)所示。8被測(cè)天線被測(cè)天線信號(hào)源接收機(jī)輔助天線a)基于信號(hào)源及接收機(jī)的射頻系統(tǒng)被測(cè)天線輔助天線被測(cè)天線網(wǎng)絡(luò)分析儀b)基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻系統(tǒng)被測(cè)天線被測(cè)天線混頻器參考通道混頦器測(cè)量中頻中頻/本振單元參考中頻網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量信號(hào)輔助天線測(cè)量通道放人器本振c)外混頻雙內(nèi)源射頻系統(tǒng)圖5射頻系統(tǒng)框圖矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部集成信號(hào)源和幅相接收機(jī)，為測(cè)量系統(tǒng)提供發(fā)射信號(hào)和采集測(cè)量數(shù)據(jù)。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可代替信號(hào)源使用。若只測(cè)量幅度輻射方向圖，可采用接收機(jī)代替矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀作為接收機(jī)。在測(cè)量過程中，射頻系統(tǒng)的短期和長(zhǎng)期穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量精度至關(guān)重要，根據(jù)不同的測(cè)量要求配置不同射頻系統(tǒng)。測(cè)量使用的設(shè)備和儀表應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性、可靠性、動(dòng)態(tài)范圍和測(cè)量精度。可根據(jù)測(cè)量需要的頻率范圍，選擇混頻器、倍頻器、定向耦合器等其他的測(cè)量設(shè)備。9GB/T40602.1—2021頻率準(zhǔn)確度：3×10-8頻率準(zhǔn)確度：3×10-8頻譜純度：諧波<-30dBc,非諧波<-50dBc6.3.2.3接收機(jī)頻率分辨率：10Hz～3MHz頻率準(zhǔn)確度：3×10-8顯示平均噪聲電平：≤-140dBm/Hz6.4控制子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、計(jì)算機(jī)和控制線纜等，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的協(xié)同控制。6.5測(cè)量軟件測(cè)量軟件控制機(jī)械子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量采樣需要的方位、俯仰、極化運(yùn)動(dòng)，并記錄其位置信息。軟件分析所測(cè)得數(shù)據(jù)功能應(yīng)滿足：a)數(shù)據(jù)分析軟件能夠分析輻射方向圖的波束寬度、波束指向、零深、副瓣電平、后瓣電平、前后比、交叉極化、極化隔離度、軸比等參數(shù)；b)數(shù)據(jù)分析軟件能夠?qū)Ψ燃跋辔惠椛浞较驁D進(jìn)行最大值歸一化、指定值歸一化；c)數(shù)據(jù)分析軟件能夠比較多次測(cè)量的結(jié)果，考察系統(tǒng)的一致性；d)數(shù)據(jù)分析軟件能給出數(shù)據(jù)文件，包括原始數(shù)據(jù)和處理后的數(shù)據(jù)。7測(cè)量方法7.1基本理論室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)天線測(cè)量時(shí)，通常在矩形微波暗室內(nèi)采用等高架設(shè)測(cè)量場(chǎng)進(jìn)行，輔助天線和被測(cè)天線的測(cè)量幾何關(guān)系如圖2所示。室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖測(cè)量時(shí)，被測(cè)天線應(yīng)在一定距離處接收到由輔助天線輻射的等幅同相的平面波。測(cè)量距離R應(yīng)滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件式(1)的要求。當(dāng)入射到被測(cè)天線口徑中心與邊緣的相位差小于π/8,d<0.4D時(shí)，式(1)可簡(jiǎn)化為式(4):………………7.2測(cè)量實(shí)施7.2.1系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)輔助天線架設(shè)在輔助天線塔上，被測(cè)天線架設(shè)在測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)上，如圖4所示。被測(cè)天線坐標(biāo)系平行于輔助天線、測(cè)量場(chǎng)地的坐標(biāo)系。輔助天線與被測(cè)天線的對(duì)準(zhǔn)可通過經(jīng)緯儀、反射鏡、激光跟蹤儀等設(shè)備來(lái)完成。典型的對(duì)準(zhǔn)工具是經(jīng)緯儀和激光跟蹤儀。通常完整的掃描軸對(duì)準(zhǔn)參考場(chǎng)地坐標(biāo)，如使用場(chǎng)地中特殊定位的立方鏡或是經(jīng)緯儀靶標(biāo)來(lái)保證掃描系統(tǒng)垂直。場(chǎng)地的標(biāo)志點(diǎn)可固定于實(shí)體(如地板等)上的靶標(biāo)。天線輻射方向圖室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，測(cè)量距離、被測(cè)天線尺寸、被測(cè)天線的工作波長(zhǎng)關(guān)系應(yīng)滿足式(4)中的遠(yuǎn)場(chǎng)條件。遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖測(cè)量是在圖1所示的球面上進(jìn)行采樣，根據(jù)測(cè)量范圍的需要選擇球面上的某一條跡線、某一區(qū)域或完整的球面進(jìn)行采樣。遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖測(cè)量的采樣間隔，根據(jù)測(cè)量精度的需要選擇合適的角度間隔，典型值是波束寬度和指向精度的1/10～1/3。7.3測(cè)量參數(shù)室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)天線輻射方向圖測(cè)量的主要參數(shù)如下。a)線極化天線：1)幅度輻射方向圖；2)相位輻射方向圖；3)波束寬度；4)波束指向；6)副瓣電平；7)后瓣電平；8)前后比；9)交叉極化；11)方向性系數(shù)；12)相位中心。b)圓極化天線：1)幅度輻射方向圖；2)相位輻射方向圖；3)波束寬度；4)波束指向；5)零深；6)副瓣電平；7)后瓣電平；8)前后比；9)交叉極化/軸比；11)方向性系數(shù)；12)相位中心。7.4測(cè)量步驟7.4.1輻射方向圖測(cè)量輻射方向圖測(cè)量的主要步驟如下：a)根據(jù)圖3進(jìn)行測(cè)量布置，將被測(cè)天線架設(shè)于測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)上，將對(duì)應(yīng)頻段的輔助天線安裝于輔助天b)系統(tǒng)控制設(shè)備開機(jī)，根據(jù)7.2.1進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)，根據(jù)7.2.2調(diào)整測(cè)量距離。c)系統(tǒng)測(cè)量?jī)x器設(shè)備開機(jī)，進(jìn)行設(shè)備預(yù)熱和系統(tǒng)自檢。若被測(cè)天線為有源天線，被測(cè)天線系統(tǒng)開機(jī)，根據(jù)有源天線系統(tǒng)的預(yù)熱要求進(jìn)行預(yù)熱。d)根據(jù)被測(cè)天線的極化調(diào)整輔助天線的極化。e)在系統(tǒng)測(cè)量軟件中設(shè)置測(cè)量頻率、信號(hào)功率和中頻帶寬等參數(shù)，根據(jù)7.2.3和7.2.4的要求，設(shè)置方位面和俯仰面掃描范圍、采樣間隔，設(shè)置測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度等。f)系統(tǒng)測(cè)量軟件執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，控制測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)被測(cè)天線進(jìn)行方位面和俯仰面掃描，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀采集測(cè)量信號(hào)幅度和相位值。系統(tǒng)測(cè)量軟件記錄幅度和相位的測(cè)量值。g)幅度值的量綱為分貝(dB)或線性值。h)位置的量綱為度(°)或弧度。i)若被測(cè)天線為圓極化天線，重復(fù)步驟c)～e)測(cè)量另一個(gè)極化。j)在后處理軟件中對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理分析得到幅度輻射方向圖、相位輻射方向圖、波束寬增益測(cè)量采用比較法，主要步驟如下：a)按照7.4.1的步驟a)～步驟g)測(cè)量被測(cè)天線的幅度和相位值：b)將被測(cè)天線替換為標(biāo)準(zhǔn)增益天線，按照7.4.1的步驟a)～步驟g)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)增益天線的幅度和相位值；c)在后處理軟件中對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得到增益輻射方向圖、最大增益等參數(shù)，計(jì)算公式為式(5):式中：G——被測(cè)天線增益；G、——標(biāo)準(zhǔn)增益天線增益標(biāo)定值；Px——被測(cè)天線接收的信號(hào)功率電平，單位為分貝毫瓦(dBm);P、——標(biāo)準(zhǔn)增益天線接收的信號(hào)功率電平，單位為分貝毫瓦(dBm)。注：被測(cè)天線增益和標(biāo)準(zhǔn)增益天線增益的單位應(yīng)一致，同時(shí)為dBi或dBd。7.5數(shù)據(jù)分析在后處理軟件中，根據(jù)需要對(duì)被測(cè)天線原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到被測(cè)天線的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖及各種參數(shù)。7.6輻射方向圖表示方法輻射方向圖的顯示包括三維輻射方向圖和二維輻射方向圖。三維輻射方向圖具有三維球坐標(biāo)顯示功能、三維柱坐標(biāo)顯示功能、三維直角坐標(biāo)顯示功能。二維輻射方向圖具有二維直角坐標(biāo)顯示功能、二維極坐標(biāo)顯示功能和二維平面圖顯示功能。各種結(jié)果顯示均可以輸出為圖片、數(shù)據(jù)或動(dòng)畫等形式。輻射方向圖表示方法通常分為極坐標(biāo)表示法和直角坐標(biāo)表示法，如圖6所示。輻射方向圖的其他表示方法見附錄A。a)極坐標(biāo)表示法b)直角坐標(biāo)表示法圖6輻射方向圖的表示7.7測(cè)量不確定度分析表1給出了增益測(cè)量時(shí)不確定度評(píng)估的示例，測(cè)量不確定度評(píng)估的說(shuō)明見附錄B。表1增益誤差估算表影響因子影響分量/dB章條號(hào)探頭方向圖探頭極化比探頭增益探頭對(duì)準(zhǔn)歸一化常數(shù)阻抗失配被測(cè)天線對(duì)準(zhǔn)采樣間隔測(cè)試區(qū)域截?cái)嗵筋^x-y軸位置誤差探頭z軸位置誤差多次反射表1增益誤差估算表(續(xù))影響因子影響分量/dB章條號(hào)接收機(jī)幅度線性度B.13系統(tǒng)相位誤差B.14接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍B.15暗室散射誤差B.16泄漏和串繞B.17隨機(jī)誤差B.188測(cè)量報(bào)告8.1測(cè)量報(bào)告要求測(cè)量結(jié)果應(yīng)記錄在一份綜合的測(cè)量報(bào)告中。表2給出了要求的所有條目的摘要清單。測(cè)量報(bào)告具有可提供測(cè)量重復(fù)性的信息。a)通用信息：1)通用信息包括測(cè)量所在的地點(diǎn)、負(fù)責(zé)的(能承擔(dān)責(zé)任)的所有者等；2)如果場(chǎng)地確認(rèn)是由其他方或組織進(jìn)行的，應(yīng)給出該方或該組織的信息；3)應(yīng)借助繪圖、照片、部件號(hào)碼等方式描述測(cè)量的配置，包括其輔助設(shè)備；4)另外還應(yīng)給出進(jìn)行測(cè)量的日期，在報(bào)告的封面還應(yīng)有報(bào)告的編制者和授權(quán)人的姓名及其b)有效期和限制條件的評(píng)估：天線進(jìn)行測(cè)量之前，應(yīng)證明場(chǎng)地的有效期，并明確聲明測(cè)量報(bào)告中包含的環(huán)境條件、配置條件或者限制條件。c)測(cè)量布置：2)天線的測(cè)量程序，應(yīng)在測(cè)量報(bào)告中給出。若對(duì)測(cè)量布置有調(diào)整，也應(yīng)在報(bào)告中注明。表2測(cè)量報(bào)告清單備注通用信息測(cè)量地址、所有者測(cè)量所用場(chǎng)地的相關(guān)信息測(cè)量報(bào)告的責(zé)任人或組織者的地址、電話傳真、電郵測(cè)量報(bào)告相關(guān)責(zé)任人或組織方的簽名測(cè)量過程中使用的配置和輔助設(shè)備的一般描述可使用照片、繪圖和部件號(hào)以便于標(biāo)識(shí)和描述有效期和限制條件的評(píng)估限制條件和配置的識(shí)別測(cè)量布置確認(rèn)測(cè)量布置的詳細(xì)描述特殊測(cè)量布置的描述8.2測(cè)量結(jié)果輸出根據(jù)測(cè)量大綱要求出具測(cè)量結(jié)果，輻射方向圖測(cè)量記錄見表3。表3輻射方向圖測(cè)量記錄文件天線型號(hào)測(cè)量地點(diǎn)天氣條件溫/濕度承制單位測(cè)量單位頻段極化儀器設(shè)備名稱儀器設(shè)備編號(hào)儀器設(shè)備有效期測(cè)量人員9安全防護(hù)9.1安全防護(hù)要求微波暗室進(jìn)行天線測(cè)量時(shí)，應(yīng)滿足人身和儀表的安全防護(hù)規(guī)定：a)微波輻射安全限值按照GB8702—2014中的規(guī)定執(zhí)行；b)儀表嚴(yán)格按照其出廠說(shuō)明安全使用。9.2安全防護(hù)措施微波暗室進(jìn)行天線測(cè)量時(shí)，安全防護(hù)措施如下：a)被測(cè)天線進(jìn)行低功率量級(jí)測(cè)量；b)微波暗室內(nèi)劃分輻射區(qū)域并安置標(biāo)識(shí)；c)天線測(cè)量期間進(jìn)入微波暗室時(shí)，應(yīng)穿戴防護(hù)用品；d)測(cè)量中斷，天線調(diào)試應(yīng)關(guān)閉信號(hào)源射頻開關(guān)；e)登高作業(yè)，應(yīng)學(xué)習(xí)登高基本知識(shí)，并獲得登高資格證書；f)被測(cè)天線需大功率工作時(shí)，需提前計(jì)算射頻鏈路各環(huán)節(jié)器件功率。幅度/dB幅度/dB輻射方向圖表示方式方位角/(°)圖A.2極坐標(biāo)輻射方向圖方位角/(°)俯仰角/(°)相位/(°)一5.000一0.891一5.000一0.884一0.871一0.858一0.833一4.450一5.000一0.827一0.815一0.809圖A.3輻射方向圖數(shù)據(jù)列表方位角/(°)圖A.4等增益線圖(資料性)測(cè)量不確定度評(píng)估的說(shuō)明B.1探頭方向圖近場(chǎng)掃描探頭有一定的大小且有一定的方向性，它們的存在會(huì)對(duì)近場(chǎng)測(cè)量產(chǎn)生擾動(dòng)。探頭移動(dòng)中接收到的信號(hào)與被測(cè)場(chǎng)的分布并非線性關(guān)系，需要利用探頭補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)解決非理想探頭的接收效應(yīng)，僅在系統(tǒng)軟件中采用理想探頭修正，這對(duì)于超低副瓣測(cè)試精度的要求是不夠的，要在一定的測(cè)試頻帶內(nèi)對(duì)各種波導(dǎo)探頭進(jìn)行實(shí)際測(cè)試校正。探頭主極化方向圖不確定度直接影響到任意指定角度的被測(cè)天線校準(zhǔn)遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。探頭在開口波導(dǎo)模式下，主極化方向圖不同角度對(duì)應(yīng)的不確定度影響量如表B.1所示。表B.1探頭開口波導(dǎo)