多頻段機車天線技術(shù)規(guī)范

1、 多頻段機車天線技術(shù)規(guī)范 目 次 1 范圍. 1 2 規(guī)范性引用文件 . 1 3 名詞、術(shù)語 . 2 31天線 . 2 32全向天線 . 2 33遠場區(qū) . 2 34極化 . 3 35線極化 . 3 36標稱阻抗 . 3 37輻射方向圖 . 3 38半功率波束寬度 . 4 39天線增益 . 4 310方向圖圓度 . 4 311額定功率 . 4 312電壓駐波比（VSWR） . 4 313頻帶寬度 . 5 4 技術(shù)要求 . 5 41命名原則 . 5 42 . 一般結(jié)構(gòu)要求 5 . 5 1結(jié)構(gòu)設(shè)計42 I 422天線接頭 . 5 423底座尺寸 . 5 424外形尺寸 . 6 425安裝要求 .

2、6 426顏色 . 6 427抗風能力 . 6 43DTX-I（、）型天線電性能技術(shù)要求 . 6 431工作頻率范圍： . 6 432極化方式 . 7 433標稱輸入阻抗 . 7 434輻射方向圖 . 7 4341半功率波束寬度 . 7 4342方向圖圓度 . 7 435. 天線增益 7 . 7 6額定功率43 . 8 . 電壓駐波比（VSWR）347 . 8 環(huán)境適應性要求44 . 8 .測量方法 5 . 8 1測量基本要求5 . 8 一般結(jié)構(gòu)要求檢測方法52 . 8 3天線輻射方向圖的測量5 . 9 1測量儀表53 II 532測量要求 . 9 533測量步驟 . 9 54天線增益的測量

3、. 10 541測量儀表 . 10 542測量要求 . 10 543測量步驟 . 11 55駐波比和輸入阻抗的測量 . 12 551測量儀表 . 12 552測量要求 . 13 553測量步驟 . 13 56額定功率的測量 . 14 561測量儀表 . 14 562測量步驟 . 14 57頻帶寬度的測量及表示 . 14 58環(huán)境試驗方法 . 15 6 檢驗規(guī)則 . 15 61鑒定檢驗 . 15 611檢驗樣品數(shù) . 16 612檢驗步驟 . 16 613失效數(shù) . 16 62質(zhì)量一致性檢驗 . 16 621逐批檢驗（交收試驗） . 16 III 6211檢驗批 . 16 6212檢驗步驟 .

4、17 6213抽樣方案 . 17 6214檢驗處理 . 17 6，22周期檢驗（例行試驗） . 18 6221檢驗步驟 . 18 6222抽樣方案 . 18 6223檢驗處理 . 18 7 標志、包裝、運輸和儲存 . 19 附錄A . 20 附錄B . 21 附錄C . 24 附錄D . 25 IV 多頻段機車天線技術(shù)規(guī)范 1 范圍 本規(guī)范規(guī)定了列車車載電臺多頻段天線的常用名詞、術(shù)語的定義，命名原則，技術(shù)要求，測量方法，檢驗規(guī)則以及標志、包裝、運輸和儲存條件。 本規(guī)范適用于列車車載電臺多頻段天線的工程設(shè)計、生產(chǎn)制造、施工安裝及維護管理。 2 規(guī)范性引用文件 下列標準所包含的條文，通過在本標準中

5、引用而成為本標準的條文。在標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。 GSM-R數(shù)字移動通信網(wǎng)絡技術(shù)體制（暫行） GSM-R數(shù)字移動通信設(shè)備通用技術(shù)條件（暫行） TB/T 3052-2002 列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)制式及主要技術(shù)條件 TB 1875-87 列車無線電通信天線類型、基本參數(shù)及測量方法 GB/T 1.1-2000 標準化工作導則 第1部分：標 1 準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則 GB/T 14733.10-1993 電信術(shù)語 天線 GB/T 14733.9-1993 電信術(shù)語 無線電波傳播 GB/T 9410-1988 移動通信天線通用

6、技術(shù)規(guī)范 GB 2423-2001 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 GB/T 2828.1-2001 逐批檢查計數(shù)抽樣程序及抽樣表（適用于連續(xù)批的檢查） GB/T 2829-2002 周期檢查技術(shù)抽樣程序及抽樣表（適用于生產(chǎn)過程穩(wěn)定性的檢查） GB 191-2000 包裝儲運圖示標志 3 名詞、術(shù)語 31 天線 天線是指能有效地輻射或接收電磁波，將傳輸線與空間或其他媒質(zhì)耦合起來的一種裝置。它包括直到傳輸線端口為止的所有匹配、平衡、移相或其他耦合裝置。 32 全向天線 全向天線是指在水平面上基本上具有無方向的輻射特性，而在垂直面內(nèi)則具有定向的輻射特性的天線。 注： 在水平面方向圖中，最大電平與最小

7、電平的差應不超過3dB。 33 遠場區(qū) 遠場區(qū)是天線輻射電磁波的一個區(qū)域，在此區(qū)域 2 內(nèi)，電場強度的大小與離開天線的距離成反比。 34 極化 天線的極化是指天線輻射電磁波的電場矢量的取向。 35 線極化 當電磁波的電場矢量取向不變，電場矢量的端點隨時間變化的軌跡為一直線時，稱這種電磁波的極化為線極化。 電場矢量與地面垂直的極化稱為垂直極化。 電場矢量與地面平行的極化稱為水平極化。 36 標稱阻抗 標稱阻抗是指天線端口測量反射系數(shù)等各項電性能指標時規(guī)定作為參考的電阻性阻抗。 37 輻射方向圖 輻射方向圖簡稱方向圖，它分為功率方向圖和場強方向圖兩種。 功率方向圖是指與天線相同距離各點的輻射功率通

8、量密度隨空間方向分布的圖形。 場強方向圖是指與天線相同距離各點的電場強度隨空間方向分布的圖形。 水平面方向圖是指與地平面相平行的平面內(nèi)的方向圖。 3 垂直面方向圖是指與地平面相垂直的平面內(nèi)的方向圖。 38 半功率波束寬度 在輻射方向圖的主瓣中，把相對最大輻射方向功率下降到一半處或小于最大值3dB的兩點之間的波束寬度稱為半功率波束寬度。 39 天線增益 天線增益是指天線在某一規(guī)定方向上的輻射功率通量密度與自由空間的理想點源在相同輸入功率時最大輻射功率通量密度的比值，用符號G表示。 注：無損耗半波偶極天線是沒有損耗，電長度為半個波長的偶極天線，它在與其軸線相垂直的平面內(nèi)的增益定為天線增益的參考標準

9、。 為了與理想點源為參考的天線增益相區(qū)別，這里，用無損耗半波偶極天線為參考時，以分貝（dB）為單位，當天線增益以理想點源為參考時，則以分貝（dBi）為單位。 310 方向圖圓度 全向天線的方向圖圓度是指在水平面方向圖中，其最大或最小電平值與平均值的偏差。 注：平均值是指水平面方向圖中足夠多的等間隔方位上電平值的算術(shù)平均值。 311 額定功率 天線的額定功率是指按規(guī)定的條件在規(guī)定的時間周期內(nèi)可連續(xù)地加到天線上而不致降低其性能的最大連續(xù)射頻功率。 312 電壓駐波比（VSWR） 天線的電壓駐波比是把天線作為無損耗傳輸線的 4 負載時，在沿傳輸線產(chǎn)生的電壓駐波圖形上，其最大值與最小值之比值。 313

10、 頻帶寬度 天線的頻帶寬度簡稱為帶寬，它指天線的電性能都符合產(chǎn)品標準規(guī)定要求的頻率范圍。 4 技術(shù)要求 41 命名原則 命名原則可見圖1： 圖1 多頻段機車天線的命名原則 42 一般結(jié)構(gòu)要求 421 結(jié)構(gòu)設(shè)計 天線結(jié)構(gòu)設(shè)計應牢固可靠，便于安裝、使用和運輸，饋電部分要具有防水防潮裝置。 422 天線接頭 天線接頭應選用N-50KF或加長型射頻接頭。 423 底座尺寸 底座尺寸見附錄A。 5 外形尺寸4 42為了滿足不同的應用要求，規(guī)范了三種型號的天線 B。III），外形尺寸見附錄I、DTXII、DTX（DTX 安裝要求25 4天線采用與車體密貼或在其它金屬平面上安裝的 機車頂或金屬平，500方式

11、，金屬平面的直徑不小于。在以天線為中心C面預留螺栓及預留孔尺寸見附錄范圍內(nèi)不應有超過天線高度的金屬50cm50cm的23物，安裝方式及要求見附錄D。 426 顏色 國標B02 427 抗風能力 300Km/h 43 DTX-I（、）型天線電性能技術(shù)要求 431 工作頻率范圍： 多頻段機車天線工作頻率范圍應包含如下工作頻段，每個頻段帶寬內(nèi)的指標均應滿足以下闡述的各項電性能技術(shù)要求： 450MHz頻段：457.00469.00MHz； 800MHz頻段：821.00869.00MHz； GSM-R 頻段：885.00934.00MHz； 2.4G 頻段：2400.002483.50MHz。 6 4

12、32 極化方式 垂直極化。 433 標稱輸入阻抗 天線端口的標稱輸入阻抗規(guī)定為50。 434 輻射方向圖 全向天線的H面方向圖在360范圍內(nèi)的任何方位上，其相對增益的變化與平均值相比應不大于1.5dB。 平均值指360范圍內(nèi)相對增益的最大值與最小值的算術(shù)平均值。 4341 半功率波束寬度 垂直面（E面）的半功率波束寬度為605，水平面（H面）的半功率波束寬度為360。 4342 方向圖圓度 1.5dB 435 天線增益 天線的增益要分頻段、分型號定義，見表1： 表1 型號 頻段 450MHz頻段 800MHz頻段 GSM-R頻段 2400MHz頻段 不低于4dBi不低于 4dBiDTX-I 2

13、dBi不低于 4dBi不低于 不低于 不低于 不低于0dBi0dBi0dBi DTX- 不低于0dBi 不低于2dBi不低于 2dBi 2dBi不低于DTX- 2dBi不低于436 額定功率 50W。 7 437 電壓駐波比（VSWR） 在規(guī)定工作頻帶內(nèi)，天線端口處的電壓駐波比不大于1.5。 44 環(huán)境適應性要求 環(huán)境適應性試驗項目見表2。天線經(jīng)環(huán)境適應性試驗后不應有變形、松動和損壞，電性能指標的變化范圍不應超過規(guī)定的10%。 5 測量方法 51 測量基本要求 1） 測量應在符合條件的測量環(huán)境，并按規(guī)定的測量程序進行。 2） 所用測量設(shè)備和測量儀表應按有關(guān)計量規(guī)定進行校驗，其精度應滿足被測天線

14、測量要求。 3） 所用測量儀表的射頻輸入（或輸出）阻抗應為50，否則必須加接阻抗匹配裝置。 52 一般結(jié)構(gòu)要求檢測方法 用觀察和機械的方法進行結(jié)構(gòu)檢測，以驗證材料、外形尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工是否符合要求。 53 天線輻射方向圖的測量 天線方向性圖的測量從理論上講應該放置在自由空間中測量，因此，在實際中天線方向性的測量是在 8 全電波暗室或地面上鋪設(shè)吸波材料的半電波暗室中進行的。 531 測量儀表 信號發(fā)生器 測量接收機 標準接收天線 532 測量要求 1） 將待測天線架設(shè)于微波暗室轉(zhuǎn)臺的木制絕緣桌上，其中心應置于或盡量靠近轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)軸上，離地100cm，合理選擇收、發(fā)天線之間的間距R和接收天線的

15、架設(shè)高度H。通TR常在3m法暗室中，接收天線的架設(shè)高度為1m1.5m，收、發(fā)天線之間的距離為2m3m。 2） 標準接收天線和被測天線具有相同的極化。低于1000MHz時，用對數(shù)周期天線為接收天線；高于1000MHz時，用喇叭天線作接收天線。 533 測量步驟 a） 按圖2連接測量設(shè)備。 b） 調(diào)整信號源的輸出頻率至待測頻段的中心頻率上。 9 c） 操作控制臺使被測天線在360范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)臺每轉(zhuǎn)5?，10?或15?，測量接收機測量一個點，最終得到被測天線的歸一化方向性圖，并繪制方向圖曲線。 d） 對被測天線的每個工作頻段重復步驟b和c，在工作頻帶范圍內(nèi)至少要測量中心頻率，上邊頻和下邊頻三個頻率

16、的輻射方向圖。 e） 對天線的兩個主平面，即水平面和垂直面，重復步驟b、c和d。 54 天線增益的測量 541 測量儀表 信號源 測量接收機 標準源天線 各頻段半波偶極子天線 542 測量要求 用經(jīng)驗公式近似計算或與半波偶極子天線作比對的方法測量天線增益。 10 方向圖測量示意圖圖2 測量步驟43 5 dBi）第一種方法：基于全向天線的增益（由于實際中不存在理想的全向天線，因此，基于全向天線的增益我們采用經(jīng)驗公式來計算得到。根據(jù)所測得的天線方向性圖，計算得到天線與全向天線比對 。的增益（dBi） 。經(jīng)驗公式：?G/?27000HiE dBd） 第二種方法：基于半波偶極子天線的增益（測量因此，半

17、波偶極子天線在水平面內(nèi)無方向性，被測天線基于半波偶極子天線的增益時，將被測天線在最大方向上的輻射場強與半波偶極子天線在水平面 內(nèi)的輻射場強進行比對，從而得到被測天線的增益。 連接測量設(shè)備。3a ） 按圖調(diào)整信號源的輸出頻率至待測頻段的中心頻率） b 上。 11 c） 將被測天線作為接收天線架設(shè)于電波暗室中轉(zhuǎn)臺的位置，由信號發(fā)生器饋給發(fā)射天線一定的輸入功率，用測量接收機測量并記錄下此時由被測天線測得的場強。 d） 用半波偶極子天線替換被測天線，保持發(fā)射天線的輸入功率不變，記錄由半波偶極子天線測得的場強，前后兩次場強測量值（dB）之差即為被測天線相對于半波偶極子天線的增益（dB）。 de） 在被測

18、天線的每個工作頻段上（至少要測量中心頻率，上邊頻和下邊頻）重復上述測量。 圖3-增益測試示意圖 55 駐波比和輸入阻抗的測量 551 測量儀表 網(wǎng)絡分析儀 12 552 測量要求 測量系統(tǒng)的殘余駐波比不大于1.1。測量系統(tǒng)的殘余駐波比應包括所有測量中所使用的連接器及終端接有匹配負載的饋線。 553 測量步驟 a） 按圖4連接測試設(shè)備。 b） 網(wǎng)絡分析儀按使用說明進行校準，饋線終端接匹配負載的情況下應滿足測量要求。 c） 去掉匹配負載，接上被測天線，在被測天線工作頻率范圍內(nèi)進行電壓駐波比的測量。 d） 選擇網(wǎng)絡分析儀的顯示參數(shù)為阻抗，輸出阻抗圓圖。 網(wǎng)絡分析儀 在被測天線的每個工作頻段上重復上述

19、測量。e ） 電壓駐波比及阻抗測量連接示意圖4 圖 13 56 額定功率的測量 561 測量儀表 網(wǎng)絡分析儀 大功率信號源（60w） 562 測量步驟 a） 按圖5連接測試設(shè)備。 b） 天線接到網(wǎng)絡分析儀端口1上，測量參數(shù)設(shè)為S，測量天線的電壓駐波比。 11c） 用大功率信號源饋給天線額定頻率范圍內(nèi)的信號，進行功率負荷試驗，功率為額定功率的1.2 倍，持續(xù)時間為四小時。 d） 關(guān)閉信號源，將天線接到網(wǎng)絡分析儀端口1上，測量參數(shù)設(shè)為S，測量天線的電壓駐波11比，其駐波比的變化范圍不應超過10%。 圖5 額定功率測量框圖 57 頻帶寬度的測量及表示 從上述各項測量中找出可共同滿足規(guī)定電性能要求的頻

20、率范圍，即為各頻段的頻帶寬度，并以數(shù)字表 14 示出來。 58 環(huán)境試驗方法 環(huán)境試驗的目的是檢查天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否符合4.4條的要求。 環(huán)境試驗的項目、要求和方法見表2。 表2 環(huán)境試驗的項目 試驗項目 要求 方法 3 -40溫度（） GB 2423.1電工電子產(chǎn)品基本環(huán) ），試驗樣品溫度穩(wěn)定時間（h） 41（2境試驗規(guī)程低溫試驗 試驗A：低溫試驗方 ）持續(xù)試驗時間（h） 2（16法 4），1（恢復時間（h） 22 +70溫度（） GB 2423.2電工電子產(chǎn)品基本環(huán) 14試驗樣品溫度穩(wěn)定時間（h） ）（2，境試驗規(guī)程 試驗高溫試驗 B：高溫試驗方 2（16）持續(xù)試驗時間（h） 法 4恢復時

21、間（h） ）（12，2GB 2423.5150）加速度（m/s 300（） 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 ）沖擊脈沖持續(xù)時間（沖擊試驗 ms ）11 試驗Ea：沖擊試驗（1方法18沖擊次數(shù)（次55頻率H1330.250.7m單振幅0.5三個互相垂直軸上各振動時間GB 2423.電工電子產(chǎn)品基本振動（正弦境試驗規(guī) 試F：振動（0.35試弦）試驗方法m諧振點振幅試驗時間mi1 6 檢驗規(guī)則 產(chǎn)品檢驗分為兩類，鑒定檢驗和質(zhì)量一致性檢驗。 61 鑒定檢驗 鑒定檢驗是用同一型號地若干樣品進行一系列完整的檢驗，其目的在于確定制造者是否有能力生產(chǎn) 15 符合該產(chǎn)品標準要求的產(chǎn)品。 當產(chǎn)品進行設(shè)計定型、生產(chǎn)定

22、型或主要的設(shè)計、工藝、材料及零部件變更后恢復生產(chǎn)時，均應進行鑒定檢驗。 611 檢驗樣品數(shù) 檢驗樣品一般應有四個進行鑒定。 612 檢驗步驟 檢驗樣品一般按表3規(guī)定的順序進行檢驗。 613 失效數(shù) 失效數(shù)按表3規(guī)定，若超過表3允許的數(shù)量規(guī)定時，可以將檢驗樣品數(shù)加倍再做該失效檢驗項目及相關(guān)項目的檢驗。若仍失效，則本次鑒定不通過。 62 質(zhì)量一致性檢驗 621 逐批檢驗（交收試驗） 6211 檢驗批 一個檢驗批應從一條或幾條生產(chǎn)線上，在連續(xù)生產(chǎn)的同一批號的產(chǎn)品中抽樣組成。 表3 失效數(shù)檢驗表 序號 檢驗項目 要求條款 檢驗條款 檢驗樣品數(shù) 失效數(shù) 5.2 4.2 1 材料、外形尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.

23、3.2 4.3.4 2 輻射方向圖 13 5.3.4 半功率波束寬度4.3.4.1 （）0 4 或2 4.3.4.2 4 方向圖圓度（5.3.42）5.4.4 5 天線增益4.3.5 16 5.5.4 4.3.7 VSWR） 6 電壓駐波比（5.6.3 4.3.6 額定功率7 5.7 頻率寬度8 4.3.1 5.8 9 4.4 低溫試驗5.8 高溫試驗 10 4.4 5.8 沖擊試驗 4.4 11 5.8 4.4 12 振動（正弦）試驗 檢驗步驟2 216 4規(guī)定的順序進行：逐批檢驗一般按表4 表 AQL） 檢驗條款 合格質(zhì)量水平（序號 檢驗項目 要求條款 重缺陷不合格輕缺陷不合格5.2 材料

24、、外形尺寸和結(jié)4.2 1 ，6.510，15）4（ 構(gòu)設(shè)計 2 4.3.4 5.3.2 輻射方向圖 4，3 6.5）（ 天線增益4.3.5 5.4.4 1.52.5， 4 4.3.7 電壓駐波比5.5.4 3 抽樣方案216逐批檢查計數(shù)抽樣程抽樣方案按GB/T 2828.1進行統(tǒng)計抽樣檢序及抽樣表（適用于連續(xù)批的檢查）優(yōu)選值，5查。檢查水平為級，合格質(zhì)量水平推薦表 可采用一次或二次抽樣方案類型。5 表 (AQL) 合格質(zhì)量水平缺陷類型 6.5 重缺陷不合格1.5 2.5 4 15 輕缺陷不合格 4 10 6.5 檢驗處理 214 6如果一個檢驗批不通過，應返工修理或篩選出有缺陷的產(chǎn)品，然后重新

25、提交檢驗。重新提交檢驗批應按 條轉(zhuǎn)移規(guī)則規(guī)定進行處理。中的GB/T 2828.13.2.4.2 17 6，22 周期檢驗（例行試驗） 6221 檢驗步驟 周期檢驗樣品一般應按表6規(guī)定的順序，且在已通過逐批檢驗的產(chǎn)品上進行。 6222 抽樣方案 抽樣方案按GB/T 2829周期檢查技術(shù)抽樣程序及抽樣表（適用于生產(chǎn)過程穩(wěn)定性的檢查）進行統(tǒng)計抽樣。一般情況下，采用判別水平級，周期不合格質(zhì)量水平 (RQL) 優(yōu)選值用65或80，可采用一次或二次抽樣方案類型，判定數(shù)組或樣品大小由產(chǎn)品標準規(guī)定。 表6 序號 檢驗項目 要求條款 檢驗條款 5.8 低溫試驗1 4.4 5.8 高溫試驗2 4.4 5.8 沖擊試驗