30 MHz～1 GHz測量天線校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1897—2021130MHz~1GHz測量天線校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于30MHz~1GHz頻段的偶極子天線、雙錐天線、對數(shù)周期天線、復(fù)合天線、套筒天線以及其他應(yīng)用于此頻段的測量天線(以下簡稱天線)的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:GB/T6113.105—2018無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范第1-5部分:無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備35MHz~18GHz天線校準(zhǔn)場地和參考試驗場地CISPR16-1-4:2019無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范第1-4部分:無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備輻射騷擾測量用天線和試驗場地(Specificationforradiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatusandmethods—Part1-4:Radiodis-turbanceandimmunitymeasuringapparatus—Antennasandtestsitesforradiateddis-CISPR16-1-6:2017無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范第1-6部分:無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備EMC天線校準(zhǔn)(Specificationforradiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatusandmethods—Part1-6:Radiodisturbanceandim-munitymeasuringapparatus—EMCaANSIC63.5:2017美國電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)電磁干擾抑制中的輻射發(fā)射測量天線校準(zhǔn)(9kHz~40GHz)[AmericanNationalStandardforElectromagneticCompat-ibility—RadiatedEmissionMeasurementsinElectromagneticInterference(EMI)Con-trol—CalibrationofAntennas(9kHzto40GHz)]IEEEStd145—1993(R2004)IEEE標(biāo)準(zhǔn)天線術(shù)語定義(IEEEStandardDefini-tionsofTermsforAntennas)IEEEStd149TM—1979(R2008)(IEEEStd149—1965的修訂版)IEEE天線測量程序標(biāo)準(zhǔn)(IEEEStandardTestProceduresforAntennas)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1場地插入損耗siteinsertionloss當(dāng)信號發(fā)生器的輸出與接收機(jī)的輸入之間通過電纜和衰減器直接進(jìn)行的電氣連接被校準(zhǔn)場地規(guī)定位置上的發(fā)射天線和接收天線所代替時,兩副極化匹配的天線之間的傳輸損耗。3.2場地衰減siteattenuationJJF1897—20212當(dāng)一副天線在規(guī)定的高度范圍內(nèi)垂直移動,另一副天線架設(shè)在固定高度時,位于校準(zhǔn)場地導(dǎo)電接地平面上的這兩副極化匹配的天線之間測得的最小場地插入損耗。3.3天線對參考場地衰減antennapairreferencesiteattenuation一對天線在理想開闊試驗場地上相距規(guī)定距離時水平極化場地衰減和垂直極化場地衰減測量值的集合,即一副天線架設(shè)在接地平板上固定高度,另一副極化匹配的天線在規(guī)定的高度范圍內(nèi)垂直移動時測量到的最小場地插入損耗。3.4特定布局修正系數(shù)geometryspecificcorrectionfactors在特定的天線安裝位置(布局)上計算或測量得到的對應(yīng)頻率點的修正系數(shù),用于修正基于準(zhǔn)自由空間或自由空間理論模型的計算結(jié)果,其包含了1/r2和1/r3項(r為天線間距)、接收天線處平面波的近似性、收發(fā)天線間的耦合以及天線與地面直接的耦合特性。3.5理想開闊試驗場地idealopen-areatestsite由一個無限大和無限平的理想導(dǎo)電平面構(gòu)成的開闊試驗場,除了導(dǎo)電平面外沒有任何反射物;是一個理論化概念,用于計算具有地平面的理論歸一化場地衰減值。3.6校準(zhǔn)試驗場地calibrationtestsite具有金屬接地平面并嚴(yán)格規(guī)定了水平極化時場地插入損耗的校準(zhǔn)場地。3.7參考試驗場地referencetestsite具有金屬接地平面且嚴(yán)格規(guī)定了水平極化和垂直極化電場的場地插入損耗的試驗場地。3.8符合性試驗用試驗場地compliancetestsite為與符合性限值相比較,保證受試設(shè)備騷擾場強(qiáng)測量結(jié)果有效且可復(fù)現(xiàn)的環(huán)境。4概述天線是電壓和自由空間電磁波之間的轉(zhuǎn)換器,圖1是一個典型的雙錐天線,包含電路部分(巴倫)和輻射單元(雙錐)。本規(guī)范中的天線僅指用于進(jìn)行測量從而得到電場強(qiáng)度值,或者需要產(chǎn)生一定場強(qiáng)所需輸入功率時使用的天線。圖1雙錐天線5計量特性本規(guī)范中的天線計量特性見表1。JJF1897—20213表1天線計量特性(典型值)待校參數(shù)偶極子天線雙錐天線對數(shù)周期天線復(fù)合天線其他天線頻率范圍/MHz30~100030~30030~1000*200~100030~100030~1000天線系數(shù)范圍/dB(m-1)0~404~2510~305~30取決于天線歸一化方向圖/dB-40~0-40~0-40~0-40~0取決于天線增益/dBi-30~-1-19~34~7-30~9取決于天線端口回波損耗/dB3.5~320.2~143.5~320.6~26取決于天線天線對參考場地衰減/dB10~7011~6711~33不適用取決于天線注:1*指小雙錐天線。2以上技術(shù)指標(biāo)不作合格性判別,僅提供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1室外環(huán)境溫度:(-10~+40)℃;室內(nèi)溫度:(10~30)℃。6.1.2相對濕度:20%~70%。6.1.3電源要求:(220±11)V、(50±1)Hz。6.1.4周圍無影響儀器正常校準(zhǔn)工作的強(qiáng)電磁干擾。6.1.5風(fēng)力小于或等于三級,無雨,鋼板上無水。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.2.1開闊試驗場地20m;反射面的不平整度需要優(yōu)于±10mm;反射面的邊緣與周圍的土壤間的接地電阻小于0.1Ω。反射面四周30m的范圍內(nèi)不能有任何高于反射面的物體,如建筑物、樹木或照明燈桿等。開闊試驗場的電性能應(yīng)滿足GB/T6113.105—2018的要求,即:在收發(fā)天線水平投影間距10m距離條件下,利用可計算偶極子天線對測量得到的場地插入損耗與計算值差別的絕對值,在考慮了測量不確定度條件下,水平極化時應(yīng)小于1dB(用于產(chǎn)品檢測用天線系數(shù)的校準(zhǔn)),垂直極化時應(yīng)小于1.5dB(用于電波暗室性能確認(rèn)用天線的校準(zhǔn))。6.2.2全電波暗室暗室內(nèi)壁6個面均鋪設(shè)復(fù)合吸波材料,其電性能應(yīng)滿足自由空間歸一化場地衰減偏差優(yōu)于2dB的要求。JJF1897—202146.2.3網(wǎng)絡(luò)分析儀測量場地插入損耗或場地衰減時,推薦使用網(wǎng)絡(luò)分析儀,也可以使用信號源和頻譜分析儀的組合或內(nèi)置跟蹤源的頻譜分析儀?！l率范圍:30MHz~1GHz?！盘栐摧敵龇?不低于10dBm?！W(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)套件:頻率范圍30MHz~1GHz,連接器類型為N型或3.5mm。—動態(tài)范圍:優(yōu)于80dB。6.2.4標(biāo)準(zhǔn)天線以下天線,應(yīng)分別配備至少2副,并且能夠覆蓋待測天線的頻段:—偶極子天線;—雙錐天線;—對數(shù)周期天線;—復(fù)合天線。其中,雙錐天線的巴倫平衡性幅度要求小于1dB,對數(shù)周期天線及復(fù)合天線的交叉極化率在1GHz時需大于10dB。6.2.5輔助設(shè)施以下輔助設(shè)施為最低要求。6.2.5.1天線(桿)塔開闊試驗場中的天線塔高6m;采用相對介電常數(shù)小于4的絕緣材料制作;電動天線塔的電機(jī)位于鋼板底下。6.2.5.2天線轉(zhuǎn)臺天線轉(zhuǎn)臺直徑和承重應(yīng)與待測天線及相應(yīng)的天線塔相匹配;轉(zhuǎn)臺驅(qū)動部分的射頻泄漏量在30MHz~1000MHz頻段內(nèi)應(yīng)比測量信號的電平低-30dB。6.2.5.3吸波材料用于測量天線在自由空間中的輻射波瓣圖時在收發(fā)天線間鋪設(shè)的面積為3m×3m的復(fù)合吸波材料,頻率范圍為30MHz~1GHz,反射率應(yīng)低于-10dB。6.2.5.4微波附件微波附件的要求見表2所示。表2微波附件參數(shù)同軸電纜線衰減器旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)頻率范圍/MHz30~100030~100030~1000插入損耗/dB0.15(當(dāng)溫度變化量小于5℃)4~25電壓駐波比<1.1<1.06<1.08插入損耗變化量/dB<0.1<0.1<0.16.2.5.5測距工具測量收發(fā)天線間距時,可以采用皮尺,也可以采用手持式激光測距儀;測量天線高JJF1897—20215度時,推薦采用鋼卷尺或手持式激光測距儀。7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目1)天線系數(shù)2)天線增益3)方向性圖4)半電波暗室場地性能確認(rèn)中的天線對參考場地衰減5)全電波暗室性能確認(rèn)用天線對參考場地衰減6)天線端口回波損耗7.2校準(zhǔn)方法7.2.1天線系數(shù)以下提供了標(biāo)準(zhǔn)場地法的校準(zhǔn)步驟,標(biāo)準(zhǔn)天線法見附錄G:(Pin)深度符合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求;將相關(guān)信息記錄到表A.1中。b)采用射頻電纜連接網(wǎng)絡(luò)分析儀的發(fā)射和接收端口,與天線相連的電纜端口串入6dB衰減器,設(shè)置好頻率范圍(在100MHz以下最大頻率步進(jìn)為1MHz),然后進(jìn)行直通校準(zhǔn)。c)對于偶極子天線,按照G.1中方法完成測量;對于其他天線,收發(fā)天線均設(shè)置為水平極化,天線廠商標(biāo)記點或參考點之間的間隔為10m,發(fā)射天線高度為2m,接收天線在1m~4m范圍內(nèi)進(jìn)行高度掃描,移動速率應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)分析儀的掃頻時間相匹配,以確保接收到最大電平。采用幅度最大保持測量方式,校準(zhǔn)記錄格式參見表A.2。d)分別按照步驟c),完成圖2所示三組兩兩配對天線的測量。a)天線配對(1,2)b)天線配對(1,3)c)天線配對(2,3)圖2天線配對方式示意圖JJF1897—20216e)按照式(1)~式(3),計算天線系數(shù),記入表A.3。Fa1,SSM=10lgfM-24.46+[Eax+A12+A13-A23]Fa2,SSM=10lgfM-24.46+[Eax+A12-A13+A23]Fa3,SSM=10lgfM-24.46+[Eax-A12+A13+A23]式中:Fai,SSM—天線i的天線系數(shù),i=1,2,3,dB(m-1);(1)(2)(3)fM—頻率,MHz;A12—天線對1和2之間的場地衰減,dB;A13—天線對1和3之間的場地衰減,dB;A23—天線對2和3之間的場地衰減,dB;Eax—距離發(fā)射天線水平投影距離R時的最大場強(qiáng),dB(μV/m),見式24.46—常數(shù),dB(mμV/s)。(D.2),但限定為以下條件:h124.46—常數(shù),dB(mμV/s)。表A.3。Fa=FaSSM-ΔFa(4)式中:Fa—自由空間天線系數(shù),dB(m-1);FaSSM—參照式(1)~式(3)所示計算值,dB(m-1);ΔFa—修正系數(shù),見表E.1,表E.1中的數(shù)據(jù)可進(jìn)行線性內(nèi)插獲得其他頻點的修正系數(shù),dB。g)(本步驟為可選),對于對數(shù)周期天線或復(fù)合天線做3m法測試時,按照式(F.2)計算相位中心修正系數(shù)ΔEpc。ΔEpc的使用方法見式(5)。式中:E3m法=V+Fa+L+ΔEpc(5)V—測量接收機(jī)測量的電壓,dBμV;Fa—所用測量天線的準(zhǔn)自由空間天線系數(shù),dB(m-1);L—從天線到接收機(jī)的射頻路徑損耗,dB;ΔEpc—見式(F.2),dB;E3m法—待測產(chǎn)品在3m法時的測量結(jié)果,dB(μV/m)。7.2.2天線增益本規(guī)范校準(zhǔn)得到的增益是指線極化(部分)實際增益G(dBi),可采用“換算方法”或“測量方法”得到天線實際增益。7.2.2.1換算方法根據(jù)天線系數(shù)Fa,利用式(6)換算天線增益。將結(jié)果記入表A.4。JJF1897—20217G=20lg(fM)-29.78-Fa(6)式中:G—待測天線的實際增益,dBi;fM—頻率,MHz;Fa—自由空間天線系數(shù),dB(m-1)。7.2.2.2測量方法按照G.2.1來測量100MHz~1GHz頻段的對數(shù)周期性天線的線極化實際增益(無需標(biāo)準(zhǔn)天線)或按照G.2.2來測量位于30MHz~1GHz頻段的天線增益(需要標(biāo)準(zhǔn)增益值的標(biāo)準(zhǔn)天線)。7.2.3方向性圖方向性圖常簡稱方向圖。通常需要測量E面方向圖和H面方向圖,測量步驟如下:a)打開網(wǎng)絡(luò)分析儀,按照廠家要求預(yù)熱和設(shè)置功能及頻點。通常應(yīng)包含天線的最低頻率點、最高頻率點以及其他所需頻點。b)把待校天線安置于轉(zhuǎn)臺上的天線塔上,高度不低于2m;調(diào)整待校天線的位置,設(shè)置為水平極化(測量E面方向圖)或垂直極化(測量H面方向圖),與待校頻點對應(yīng)的相位中心在水平面投影位于轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)中心。c)用帶鐵氧體環(huán)的射頻同軸電纜把待校天線通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與地板上的電纜相連,對于垂直極化,與天線相連的射頻同軸電纜需要水平延伸至少1.5m。d)把能夠覆蓋待校天線工作頻段的線極化發(fā)射天線安裝于天線塔上,高度和極化方式都與待校天線相同。e)收發(fā)天線間的地面鋪設(shè)至少3m×3m的復(fù)合吸波材料。f)設(shè)置好掃描頻率點,轉(zhuǎn)臺每旋轉(zhuǎn)一個角度,利用網(wǎng)絡(luò)分析儀采集收發(fā)天線之間的傳輸系數(shù)S21;轉(zhuǎn)臺步進(jìn)間隔根據(jù)需要選取(例如5°),控制轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)速度以確保轉(zhuǎn)臺上的天線穩(wěn)定。g)把測量的S21的幅度根據(jù)最大值做歸一化,歸一化以后的結(jié)果隨角度變化規(guī)律的圖表即為待測天線在該頻段的方向圖。通常可采用表格、極坐標(biāo)或直角坐標(biāo)系來表示。7.2.4半電波暗室場地性能確認(rèn)中的天線對參考場地衰減按以下步驟開展校準(zhǔn):a)準(zhǔn)備好兩對同型號的、能正常工作的雙錐天線或?qū)?shù)周期天線;對參考試驗場地的測試位置進(jìn)行編號(圖3僅為示意,若場地衰減偏差小于0.6dB,也可采用其他排列方),(。中位置i處測量同一型號的天線對之間的場地衰減AAPR_REF,i,記錄到表A.5中。c)在開闊場下一個位置,重復(fù)步驟b),至位置N為止。d)根據(jù)式(7)計算天線對之間的場地衰減均值A(chǔ)APR_REF。AAPR_REFAAPR_REF,i(7)JJF1897—20218圖3參考場地衰減測量的“天線對”位置平移示意圖表3天線對之間參考場地衰減AAPR_REF的測量條件極化方式發(fā)射天線高度m接收天線高度m水平極化11~42垂直極化11.5表4AAPR,REF測量的頻率間隔設(shè)置方式雙錐天線對數(shù)周期天線頻率范圍MHz最大頻率間隔MHz頻率范圍MHz最大頻率間隔MHz常見設(shè)置方式30~1001200~5005100~2005500~100010本規(guī)范推薦的設(shè)置30~2001200~10005注:參考場地法收發(fā)天線間的水平投影距離R為3m、5m或10m。對數(shù)周期天線對之間的距離R是指每個對數(shù)周期天線(最長振子與最短振子之間)的中點在地平面上的投影之間的距離,其中當(dāng)對數(shù)周期天線位于同一高度時,其機(jī)械視軸要求位于同一水平線上。雙錐天線對之間的水平投影距離R是指每個雙錐天線振子中央在地平面上的投影之間的距離,其機(jī)械視軸要求位于同一垂直平面內(nèi)。e)根據(jù)式(8)計算AAPR_REF平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(表中未記錄標(biāo)準(zhǔn)偏差):(8)s(AAPR_REF)=(AAPR_REF,i-AAPR_REF)2(8)JJF1897—20219式中:s(AAPR_PEF)———天線對參考場地衰減AAPR_REF的標(biāo)準(zhǔn)偏差。f)如果在全部測試頻點處s≤0.6dB,則認(rèn)為測量結(jié)果AAPR_REF滿足要求,可以用于半電波暗室或開闊試驗場性能確認(rèn)。注:如果在過去24個月內(nèi)的測試數(shù)據(jù)滿足s≤0.3dB,則可以僅在如下位置做測量:—雙錐天線:水平極化時,測量中點;垂直極化時測量中點和其他兩個點;—如果測量位置數(shù)(設(shè)為M)少于9個點,并且根據(jù)式(8)計算得到的s≤0.6dB,則可以使用M個測量位置。最準(zhǔn)確的測量結(jié)果是在9個位置進(jìn)行測量。上述方法為采用平均值方法進(jìn)行測量,主要是為了消除場地邊緣的反射;如果開闊試驗場地性能足夠好,如垂直極化條件下的場地插入損耗的偏差小于0.5dB,則可僅在一個位置進(jìn)行測量。7.2.5全電波暗室性能確認(rèn)用天線對參考場地衰減按照以下步驟開展測量:a)搭建測量系統(tǒng),確保網(wǎng)絡(luò)分析儀經(jīng)過足夠預(yù)熱時間,并進(jìn)行校準(zhǔn)。離),b極h值與計算值的差別絕對值≤1dB。c)記錄表5所示天線的信息,格式參見表A.1。表5無金屬地平面的兼容性場地確認(rèn)用天線天線天線種類頻率范圍發(fā)射天線小雙錐,外形最大尺寸要求:—3m法:小于40cm;—5m法及以上:籠型錐:44cm;傘狀錐:50cm30MHz~1GHz接收天線雙錐天線30MHz~200MHz對數(shù)周期天線200MHz~1GHzd)架設(shè)待測天線,垂直極化。e)確保電纜水平延伸2m以上再下垂到地面;或者使用光纖傳輸系統(tǒng)來代替電纜。dB;S21,則校準(zhǔn)結(jié)果為:AAPR_REF=-20lg|S21|,單位為7.2.6天線端口回波損耗按照以下步驟開展測量:a)把待校天線架設(shè)在天線塔上,天線高度不低于4m,垂直極化。b)打開矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,按照廠商要求預(yù)熱和設(shè)置功能;利用同軸校準(zhǔn)套件,在與天線直接相連的電纜接頭處,對網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行單端口校準(zhǔn)。頻率范圍和步長設(shè)置同JJF1897—2021107.2.1中的步驟b)。c)將測試電纜與天線端口相連,測量天線端口回波損耗,數(shù)據(jù)記錄到表A.7中。8校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映。校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包含以下信息:a)標(biāo)題,“校準(zhǔn)證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識;g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書及校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明;p)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。9復(fù)校時間間隔復(fù)校時間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定,推薦為1年。JJF1897—202111附錄A原始記錄格式校準(zhǔn)天線的原始記錄由兩部分構(gòu)成,第一部分如表A.1所示;第二部分為由計算機(jī)采集到的電子版數(shù)據(jù),如表A.2~表A.7所示。應(yīng)確保這兩部分一一對應(yīng)。表A.1記錄數(shù)據(jù)天線類型天線型號天線系列號生產(chǎn)廠商頻率范圍校準(zhǔn)參數(shù)依據(jù)條款證書編號表A.2記錄數(shù)據(jù)文件名:發(fā)射天線唯一標(biāo)識和狀態(tài)+接收天線唯一標(biāo)識和狀態(tài)-Rm.xls天線配對信息和架設(shè)狀態(tài)描述:頻率MHzS21幅度dBS21相位(可選)(°)3031…1000表A.3天線系數(shù)頻率MHz天線系數(shù)dB(m-1)U(k=2)dB頻率MHz天線系數(shù)dB(m-1)U(k=2)dB3018.59.331…表A.4天線增益頻率MHz天線增益dBiU(k=2)dB頻率MHz天線增益dBiU(k=2)dB3018.59.331…JJF1897—202112表A.5半電波暗室場地性能確認(rèn)中的天線對參考場地衰減(m法)頻率MHz天線對參考場地衰減dB水平極化垂直極化發(fā)射天線高1m發(fā)射天線高2mU(k=2)dB發(fā)射天線高1m發(fā)射天線高1.5mU(k=2)dB3031…表A.6全電波暗室性能確認(rèn)用天線對參考場地衰減(m法)頻率MHz天線對參考場地衰減dBU(k=2)dB3031…表A.7天線端口回波損耗頻率MHz回波損耗dBU(k=2)dB3031…JJF1897—202113附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式表B.1天線系數(shù)頻率MHz天線系數(shù)dB(m-1)U(k=2)dB頻率MHz天線系數(shù)dB(m-1)U(k=2)dB3018.59.331…表B.2天線增益頻率MHz天線增益dBiU(k=2)dB頻率MHz天線增益dBiU(k=2)dB3018.59.331…表B.3半電波暗室場地性能確認(rèn)中的天線對參考場地衰減(m法)頻率MHz天線對參考場地衰減dB水平極化垂直極化發(fā)射天線高1m發(fā)射天線高2mU(k=2)發(fā)射天線高1m發(fā)射天線高1.5mU(k=2)3031…表B.4采用歸一化場地衰減法對半電波暗室性能確認(rèn)用天線系數(shù)數(shù)據(jù)(m法)頻率MHz發(fā)射天線天線系數(shù)dB(m-1)U(k=2)dB接收天線天線系數(shù)dB(m-1)U(k=2)dB特定布局修正系數(shù)(巴倫類型:Ω:50Ω,hR=1m~4m)水平極化垂直極化hT=1mhT=2mhT=1mhT=1.5m3031…注:hR為接收天線高度,hT為發(fā)射天線高度。14表B.5全電波暗室性能確認(rèn)用天線對參考場地衰減(m法)頻率MHz天線對參考場地衰減dBU(k=2)dB3031…表B.6天線端口回波損耗頻率MHz回波損耗dBU(k=2)dB3031…JJF1897—202115附錄C主要項目校準(zhǔn)不確定度評定示例C.1標(biāo)準(zhǔn)場地法校準(zhǔn)天線系數(shù)的不確定度C.1.1測量模型采用標(biāo)準(zhǔn)場地法SSM測量得到的準(zhǔn)自由空間天線系數(shù)以式(C.1)為例:Fa1SSM=10lgfM-24.46+Eax+A12+A13-A23(C.1)見式(C.2):Fa1=10lgfM-24.46+Eax+A12+A13-A23+ΔF偏離自由空間(C.2)上述全部輸入量A12、A13和A23彼此獨立且不相關(guān)時,根據(jù)方差合成定理,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的表達(dá)式為:u(Fa1)=cu2(Ai)+u2(ΔF偏離自由空間)=(C.3)對式(C.2)中各變量Ai求偏微分,得到靈敏系數(shù)ci如下:2u2(Ai)(C.3)對式(C.2)中各變量Ai求偏微分,得到靈敏系數(shù)ci如下:式中,A1=A12,A2=A13,A3=A23。c1,c2,c3把靈敏系數(shù)ci代入式(C.3),得:uc(Fa1)=cA+cA+cA+u2(ΔF偏離自由空間)=(C.4)u(A12)2+u(A13)2+u(A23)2+u2(ΔF偏離自由空間)(C.4)由于采用三天線法測量涉及3次獨立的場地衰減測量,即A12、A13和A23,3次測量布置相同,故對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度影響量相同,即故有:u(A12)≈u(A13)≈u(A23)=u(故有:uc(Fa1)=u(A)2+u2(ΔF偏離自由空間)(C.5)即靈敏系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)場地法加權(quán)系數(shù)(3)之積為。根據(jù)測量裝置,對測量不確定度來源做深入分析,場地衰減測量的不確定度分量可由以下分量合成,它們的量綱相同、靈敏系數(shù)為1,見式(C.6):JJF1897—202116u2(A)=u2(δAi)=u2(δAVNA)+u2(δA阻抗失配)+u2(δA電纜損耗)+u2(δA直通)+u2(δAAN)+u2(δA天線安裝)+u2(δA場地和天線塔)+u2(δA系統(tǒng)重復(fù)性)+u2(δA天線平衡性)+u2(δA交叉極化)+u2(δA相位中心)(C.6)式中:δAVNA—矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量S21時引起的不確定度,dB;δA阻抗失配—電纜與天線之間的阻抗不匹配、電纜與VNA之間的阻抗不匹配引入的不確定度,包含發(fā)射端和接收端的阻抗不匹配,dB;δA電纜損耗—電纜的損耗,在經(jīng)過校準(zhǔn)以后,由于電纜移動和溫度變化兩種原因引起的電纜損耗的不確定度,dB;δA直通—電纜從天線端口通過直通適配器相連時引入的不確定度,dB;δAAN—由背景電磁噪聲(即來自發(fā)射端以外的電磁干擾信號)引入的不確定度,dB;δA天線安裝—天線在安裝和對準(zhǔn)過程中引起的誤差,包括收發(fā)天線間距、發(fā)射天線高度和接收天線高度測量不準(zhǔn)引入的不確定度,dB;δA場地和天線塔—開闊試驗場以及天線塔的非理想性引入的最大允許誤差,dB;δA系統(tǒng)重復(fù)性—天線測量系統(tǒng)(包含開闊試驗場和天線塔)測量重復(fù)性引入的不確定度,dB;δA天線平衡性—由天線的平衡性引入的不確定度,dB;δA交叉極化—由天線的交叉極化引入的不確定度,dB;δA相位中心—由對數(shù)周期天線或復(fù)合天線的相位中心引入的不確定度,dB。把式(C.6)帶入式(C.5),得:u(Fa1)=u(δAVNA)2+u(δA阻抗失配)2+u(δA電纜損耗)2+u(δA直通)2+u(δAAN)2+u(δA天線安裝)2+u(δA場地和天線塔)2+u(δA系統(tǒng)重復(fù)性)2 +u(δA天線平衡性)2+u(δA相位中心)2+u(δA交叉極化)2+u2(ΔF偏離自由空間)(C.7)C.1.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定C.1.2.1矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量傳輸系數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)(見圖C.1)或由計量機(jī)構(gòu)提供的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(見圖C.2),結(jié)合測量場地衰減值來評估不確定度。圖C.3提供了一個由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在測量一對雙錐天線的場地衰減A時引入的不確定度示例。JJF1897—202117圖C.1網(wǎng)絡(luò)分析儀廠商提供的不確定度數(shù)據(jù)圖C.2由計量機(jī)構(gòu)通過精密衰減器測量得到的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在測量傳輸系數(shù)時的誤差值圖C.3由某矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀按照7.2.1方法測量一對雙錐天線的場地衰減A時引入的擴(kuò)展不確定度C.1.2.2阻抗失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度包含發(fā)射端(源及電纜)與發(fā)射天線間的失配,以及接收端(接收機(jī)及電纜)與接收天線間的失配。由失配引入的不確定度可由式(C.8)計算。圖C.4是在測量雙錐天線時由天線輸入阻抗與連接電纜之間的阻抗失配引入的不確定度示例。δV阻抗失配=20lg[1±2ΓpS11+Γp2S112](C.8)18圖C.4由發(fā)射端與發(fā)射天線間的阻抗失配引入的不確定度C.1.2.3線纜損耗變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度圖C.5所示。圖C.5電纜損耗的變化量(溫度由38.5℃變化到23.9℃)C.1.2.4線纜損耗直通校準(zhǔn)時引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以通過2-端口全校準(zhǔn)方式(采用未知直通方式)來獲得直通適配器引入的測量誤差。通常在30MHz~300MHz頻段可小于0.1dB。C.1.2.5背景電磁噪聲引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度把矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的中頻帶寬降低到20Hz以后,觀察測量結(jié)果的變化量。在不同時刻,由背景電磁噪聲引入的不確定度符合正態(tài)分布。通過正確設(shè)置,可使該項不確定度小于0.2dB。C.1.2.6天線安裝對準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度包含天線定位誤差(高度、距離)以及對準(zhǔn)引入的不確定度,圖C.6分別提供了接收天線高度誤差為2cm和收發(fā)天線間距誤差為3cm時引入的場地衰減的變化量。JJF1897—202119圖C.6測量距離變化2cm及3cm時引起的損耗差別C.1.2.7開闊試驗場及天線塔的非理想性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以根據(jù)采用可計算偶極子天線依照GB/T6113.105—2018的評估方法測量得到的結(jié)果作為依據(jù)。這里僅給出了依照GB/T6113.105—2018的最大允許誤差1dB來計算。C.1.2.8系統(tǒng)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度在相同條件下重復(fù)測量多次(不少于10次),然后計算其標(biāo)準(zhǔn)差。圖C.7所示為測量一對雙錐天線的場地衰減的標(biāo)準(zhǔn)差。圖C.7依照7.2.1方法針對一堆雙錐天線間的場地衰減重復(fù)測量10次后的標(biāo)準(zhǔn)偏差C.1.2.9天線巴倫及陣子的對稱性/平衡性引入的不確定度評定可以采用如下方式測量其對稱性/平衡性:方式1(ANSI法):收發(fā)天線均為垂直極化,水平投影間距10m;把待測天線作為發(fā)射天線,固定高度為1m,接收天線在高度1m~4m范圍內(nèi)掃描,測量得到場地衰減A1;沿巴倫桿旋轉(zhuǎn)待測天線180°,使得陣子上下對調(diào),重復(fù)測量得到場地衰減A2;則對稱性/平衡性為A1-A2。方式2(CISPR法):收發(fā)天線均為垂直極化,水平投影間距10m;待測天線固定高度為2m;另一個天線固定高度1m,測量得到場地衰減A1;沿巴倫桿旋轉(zhuǎn)待測天線JJF1897—202120180°,使得陣子上下對調(diào),重復(fù)測量得到場地衰減A2,則對稱性/平衡性為A1-A2。圖C.8顯示了雙錐天線采用ANSI方法得到的平衡性圖C.8雙錐天線的平衡性(對稱性)C.1.2.10天線極化不純引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度對于一個加工良好的線極化雙錐天線,該項不確定度可忽略不計。C.1.2.11相位中心引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度雙錐天線的相位中心固定不變,且位于雙錐正中,因此該項誤差可忽略不計。C.1.2.12偏離自由空間的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按照7.2.1的步驟,采用標(biāo)準(zhǔn)場地法SSM得到的天線系數(shù)FaSSM再按照式(4)做修正以后的誤差可假定為0.5dB。C.1.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表見表C.1。需要說明的是,表C.1中數(shù)據(jù)僅為示例,具體數(shù)據(jù)需要根據(jù)實際場地及測量系統(tǒng)的具體特性,通過多次測量和分析、采用可計算偶極子天線評測或根據(jù)仿真結(jié)果等多種技術(shù)手段分析得到,不可直接引用。表C.1采用SSM校準(zhǔn)天線系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表(示例,雙錐天線)不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)場地法加權(quán)系數(shù)概率密度分布包含因子靈敏系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量dB描述符號數(shù)值dB網(wǎng)絡(luò)分析儀測量S21δAVNA0.25 3正態(tài)分布2120.11收發(fā)天線間的阻抗失配δA阻抗失配0.28 3反正弦分布 2120.24溫度變化引起的電纜損耗變化δA電纜損耗0.20 3均勻分布 3120.10電纜直接相連的適配器δA直通0.20 3均勻分布 3120.10JJF1897—202121表C.1(續(xù))不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)場地法加權(quán)系數(shù)概率密度分布包含因子靈敏系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量dB描述符號數(shù)值dB背景電磁噪聲δAAN0.10 3正態(tài)分布2120.04天線安裝引入的不確定度δA天線安裝0.26 3反正弦分布 2120.16測試場地和天線塔的不理想性δA場地和天線塔1.00 3均勻分布 3120.50測量系統(tǒng)的重復(fù)性δA系統(tǒng)重復(fù)性0.30 3正態(tài)分布2120.17天線巴倫及陣子的對稱性/平衡性δA天線平衡性1.00 3均勻分布 3120.25天線極化不純引入的不確定度δA交叉極化0 3均勻分布 3120.00對數(shù)周期天線或復(fù)合天線的相位中心隨頻率變化引入的不確定度δA相位中心 3均勻分布 3120.00偏離自由空間引入的不確定度ΔF偏離自由空間0.51均勻分布 310.29C.1.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由式(C.5)得:uc(Fa)=0.74dBC.1.5擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,則擴(kuò)5U(Fa)為:C.2天線輻射方向圖的測量不確定度評定C.2.1測量模型待測量:天線輻射的電磁場在其周圍空間的分布特性的物理量;可用數(shù)學(xué)函數(shù)或圖形來表示,通常與功率通量密度、輻射強(qiáng)度、方向性或場強(qiáng)成正比;沿任何曲面和路徑的空間分布特性也可稱之為天線方向圖。通常僅需提供按照最大輻射方向作歸一化以后的E面方向圖和H面方向圖。設(shè)天線輻射方向圖為P,則可采用式(C.9)所示黑箱模型來表示:P=20lgS21+δi(C.9)JJF1897—202122式中:δ1—由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量傳輸系數(shù)引入的不確定度分量,dB;δ2—電纜損耗隨溫度變化引入的不確定度分量,dB;δ3—天線、電纜與信號源和接收機(jī)之間的阻抗失配引入的不確定度分量,dB;δ4—天線塔和電纜反射引入的不確定度分量,dB;δ5—開闊試驗場及測試系統(tǒng)不理想性引入的不確定度分量,dB;δ6—待測天線相位中心誤差引入的不確定度分量,dB;δ7—天線安裝定位不準(zhǔn)引入的不確定度分量,dB。設(shè)天線輻射方向圖測量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc,則可采用式(C.10)所示黑箱模型來表示:uc=[u(δi)]2(C.10)C.2.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定說明1):由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量傳輸系數(shù)時引入的不確定度分量,具體數(shù)值可參見圖C.1或圖C.2;說明2):由電纜損耗隨溫度變化引入的不確定度分量,具體數(shù)值可參見圖C.5;由于方向圖是相對量測量,測量一個截面所需時間較短,相應(yīng)的溫度變化也較小,因此由溫度變化引起的該項誤差相對較小;說明3):天線、電纜與信號源和接收機(jī)之間的阻抗失配引入的不確定度分量。由于天線方向圖為相對量測量,故阻抗失配引入的不確定度分量可忽略;說明4):天線塔和電纜反射引入的不確定度分量。測量H-面時,待測天線處于垂直極化,天線塔和電纜引起的反射較強(qiáng),誤差范圍為0.2dB~0.75dB,如圖C.9所示為電動天線塔引入的場地衰減變化量;采用低介電常數(shù)的材料制作天線塔,并采用光纖來替代射頻電纜,可顯著減小該項誤差。圖C.9由電動天線塔引入的場地衰減變化量JJF1897—202123說明5):主要是地面反射引入的不確定度分量,具體可根據(jù)所用吸波材料的反射率和預(yù)估天線方向圖來進(jìn)行分析。說明6):雙錐天線的相位中心不變,因此該項誤差為零;說明7):主要包含待測天線的垂直極化情況在旋轉(zhuǎn)過程中的變化情況,以及是否對準(zhǔn)方位角旋轉(zhuǎn)中心;具體數(shù)據(jù)取決于實際安裝情況。C.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表測量雙錐天線的H面方向圖的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表,見表C.2。表C.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表(示例,雙錐天線H面方向圖)不確定度來源概率分布包含因子標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量dB說明描述符號數(shù)值dB矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在測量傳輸系數(shù)時引入δ10.25正態(tài)分布20.131)由電纜損耗隨溫度變化引入δ20.1矩形分布 30.062)由天線塔和電纜反射引入δ30.75矩形分布 30.293)由天線、電纜與信號源和接收機(jī)之間的阻抗失配引入δ40.00反正弦分布 20.004)開闊試驗場及測試系統(tǒng)引入δ50.5矩形分布 30.295)待測天線相位中心誤差引入δ60a矩形分布 30.146)天線安裝定位不準(zhǔn)引入δ70.3反正弦分布 20.147)a由于雙錐天線的相位中心固定,且易于測量,因此該項不確定度為0。C.2.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式(C.11)計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,結(jié)果為(C.11)uc=(ui)2=0.48dB(C.11)C.2.5擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,測量雙錐天線的H面方向圖的擴(kuò)展不確定度U為:U=kuc=1.0dB(k=2)C.3天線端口回波損耗的測量不確定度評定C.3.1測量模型RC=-20lgS11+δi(C.12)式中:S11—矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量得到的反射系數(shù),無量綱;δ1—矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀引入的不確定度分量,如圖C.1和圖C.2所示,dB;JJF1897—202124δ2—射頻電纜引入的不確定度分量,dB;δ3—天線偏離自由空間時引入的不確定度分量,dB。設(shè)回波損耗測量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc,則可用式(C.13)所示黑箱模型來表示:uc=u2(δi)(C.13)C.3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定圖C.10是待測天線的反射系數(shù)幅度值;圖C.11是垂直極化的雙錐天線的天線系數(shù)與自由空間天線系數(shù)的差別,可以根據(jù)圖C.2、圖C.10和圖C.11來估計上述不確定度分量δ3。圖C.10常見天線的反射系數(shù)模值(包含了電纜的損耗在內(nèi))圖C.11垂直極化的雙錐天線的天線系數(shù)與自由空間天線系數(shù)的差別C.3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見表C.3。JJF1897—202125表C.3回波損耗標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表(對數(shù)周期天線,回波損耗小于20dB時)不確定度來源概率分布包含因子標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量dB說明描述符號數(shù)值dB矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在測量反射系數(shù)時引入δ10.2正態(tài)分布20.1見圖C.2電纜及連接重復(fù)性引入δ20.6矩形分布 30.5再連接到天線上以后,其反射系數(shù)的變化量引入δ30.3矩形分布 30.29如圖C.11C.3.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:uc=(ui)2=0.40dBC.3.5擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,測量對數(shù)周期天線的匯報損耗(當(dāng)小于20dB時)的擴(kuò)展不確定度U為:U=kuc=0.8dB(k=2)C.4半電波暗室性能確認(rèn)用天線對參考場地衰減的測量不確定度評定C.4.1測量模型天線對參考場地衰減(設(shè)為Ai,其中i表示第i次場地衰減)的測量模型,可表示為式(C.14)所示黑箱模型:AAP)M.14)式中:V直通—網(wǎng)絡(luò)分析儀VNA測量電纜直通時的傳輸系數(shù)幅度,dBμV;V場地—直通電纜斷開分別連接到收發(fā)天線上,在接收天線高度掃描時的VNA的傳輸系數(shù)幅度最大值,dBμV;δV直通—網(wǎng)絡(luò)分析儀VNA測量電纜直通時的傳輸系數(shù)幅度引入的不確定度,dBμV;δV場地—直通電纜斷開分別連接到收發(fā)天線上以后,在接收天線高度掃描時的VNA的傳輸系數(shù)幅度最大值引入的不確定度,dBμV;δVM1—直通適配器與電纜的阻抗失配引入的不確定度,dB;JJF1897—202126δVM2—VNA源和發(fā)射天線之間的阻抗失配引入的不確定度,dB;δVM3—接收天線與VNA接收機(jī)端之間的阻抗失配引入的不確定度,dB;δV參考試驗場—參考試驗場及天線塔等度,dB;δV電纜—由于移動或溫度變化導(dǎo)致的電纜的損耗值變化引入的不確定度,dB;度,dB;δV天線塔和電纜—由天線塔的反射引入的不確定度,dB;δVAN—由背景噪聲(即來自發(fā)射端以外的電磁干擾信號)引入的不確定度,dB;δV定位—由天線定位(包括天線安裝高度、間距、水平極化或垂直極化對準(zhǔn))引入的不確定度,dB;δV極化失配—天線的線極化不純引入的不確定度,dB。在垂直極化和10m距離下測量一對同型號的雙錐天線時的不確定度分量見表C.4。C.4.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定1)網(wǎng)絡(luò)分析儀VNA測量電纜直通時的傳輸系數(shù)幅度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δV直通參見圖C.2。2)直通電纜斷開分別連接到收發(fā)天線上以后,在測量場地衰減時由VNA的傳輸系數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δV場地參見圖C.2。3)直通適配器與電纜的阻抗失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δVM1直通適配器的駐波通常為1.04~1.15,VNA測量反射系數(shù)時的不確定度參見圖C.2。4)VNA源和發(fā)射天線之間的阻抗失配引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δVM2由失配引入的不確定度可按式(C.2)計算,其中常見天線的反射系數(shù)模值見圖C.9,VNA測量反射系數(shù)的誤差見圖C.10。5)接收天線與VNA接收機(jī)端之間的阻抗失配引入的不確定度δVM36)參考試驗場及天線塔等的非理想性引入的不確定度δV參考試驗場GB/T6113.105—2018的程序得到的測量結(jié)果與仿真結(jié)果的差異(需要包含可計算偶極子天線仿真值的誤差)來評估。GB/T6113.105—2018要求垂直極化差別小于1.5dB,其中包含了場地確認(rèn)時的不確定度。這里假定垂直極化為1.2dB。7)發(fā)射天線及電纜的反射引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δV發(fā)射天線的反射JJF1897—202127在30MHz~200MHz頻段,垂直極化時該項誤差通常為0.5dB~1dB;具體取決于所用天線塔及電纜。通常,電纜外殼安裝鐵氧體環(huán)可以減小反射。為了獲得最小的測量不確定度,在做暗室性能確認(rèn)時的天線塔需要與做天線對參考場地衰減測量所用天線塔相同。8)接收天線及電纜的反射引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δV接收天線的反射9)由天線塔和電纜的反射引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δV天線塔和電纜接收天線通常有電動天線塔。引起的誤差見圖C.9。10)溫度變化導(dǎo)致電纜損耗變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δV電纜見圖C.5。可根據(jù)具體的電纜及溫度變化范圍評估其值。11)由背景電磁噪聲(即來自發(fā)射端以外的電磁干擾信號)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δVAN可通過把VNA的中頻帶寬減小到10Hz以下來減小背景噪聲的影響,此時引入的不確定度可小于0.1dB。12)天線定位(包括天線安裝高度、間距、水平極化或垂直極化對準(zhǔn))引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δV定位把某一次測試結(jié)果作為參考值,然后逐步改變天線的定位誤差,譬如測量距離、天線高度以及水平度或垂直度等,然后比較其差別,如式(C.15)所示。在10m法時的距離誤差可小于5cm,高度可小于1cm。根據(jù)這些測試誤差值來評估天線定位誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。(C.15)δA定位=δA距離誤差+δA發(fā)射天線高度誤差+δA接收天線高度誤差+δA天線對準(zhǔn)誤差(C.15)圖C.12一對雙錐天線分別在距離誤差ΔR=3cm和高度誤差ΔhRx=2cm時的天線對參考場地衰減的變化量JJF1897—20212813)天線的極化不純引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度δV極化失配對于一個設(shè)計和加工良好的雙錐天線,可忽略該項誤差;對于對數(shù)周期天線,需要考慮其交叉極化引入的不確定度。C.4.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表如表C.4所示。表C.4天線對的參考場地衰減AAPR_REF標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表(雙錐天線,垂直極化)不確定度來源不確定度或最大允差dB概率密度函數(shù)分布包含因子k靈敏系數(shù)ci不確定度分量uidB分類描述符號測量儀器網(wǎng)絡(luò)分析儀VNA測量電纜直通時的傳輸系數(shù)幅度引起δV直通0.11正態(tài)分布210.06直通電纜斷開分別連接到收發(fā)天線上以后,在接收天線高度掃描時的VNA的傳輸系數(shù)幅度最大值引起δV場地0.25正態(tài)分布210.13阻抗失配直通適配器與電纜間的失配δVM10.1反正弦分布 210.07發(fā)射天線端阻抗失配δVM20.18反正弦分布 210.13接收天線端阻抗失配δVM30.18反正弦分布 210.13測試場地和系統(tǒng)不理想測試場地不理想δV參考試驗場1.2均勻分布 310.69發(fā)射天線及電纜的反射δV發(fā)射天線反射0.35均勻分布 310.20接收天線及電纜的反射δV接收天線反射0.35均勻分布 310.20天線塔的反射δV天線塔0.75均勻分布 310.43變化δV電纜0.2均勻分布 310.12背景噪聲δVAN0.1均勻分布 310.06天線安裝和對準(zhǔn)天線定位誤差δV定位0.26均勻分布 310.15極化失配δV極化失配0.0均勻分布 310.00注意,表C.4中數(shù)據(jù)僅為示例,具體數(shù)據(jù)需要根據(jù)實際場地及測量系統(tǒng)的具體特性做測試和分析得到,不可直接引用。C.4.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度用式(C.16)計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc:JJF1897—202129u2(δV參考試驗場)+u2(δV發(fā)射天線反射)+u2(δV接收天線反射)+u2(δV天線塔)+u=u2(δV直通)+u2(δV場地)u2(δV參考試驗場)+u2(δV發(fā)射天線反射)+u2(δV接收天線反射)+u2(δV天線塔)+(C.16)+u2(δV電纜)+u2(δVAN)+u2(δV定位)+u2(δV極化失配)(C.16)uc=0.92dBC.4.5擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,測量垂直極化條件下,雙錐天線對之間的參考場地衰減的擴(kuò)展不確定度U為:U=kuc=1.9dB(k=2)JJF1897—202130附錄D歸一化場地衰減理論值A(chǔ)N的計算理論歸一化場地衰減的計算見式(D.1):AN=48.92-20lgfMHz-E(D.1)式中,E的計算公式,水平極化為式(D.2),垂直極化為式(D.3)。E=20lg49.2[d+d+212cos[β(d2-d1)]]1/2hin≤h2≤hax}(D.2)E=20lg49.2R2[d+d+cos[β(d2-d1)]]1/2hin≤h2≤hax}(D.3)d1=[R2+(h1-h2)2]1/2(D.4)d2=[R2+(h1+h2)2]1/2(D.5)β=(D.6)式中:R—天線參考點之間的水平投影距離,m;h1和h2—分別為發(fā)射天線參考點和接收天線參考點高度,m;hin和hax—接收天線的高度掃描最小高度值和最大高度值,m;fM—頻率,MHz。JJF1897—202131附錄E修正系數(shù)E.1修正系數(shù)表E.1雙錐天線自由空間天線系數(shù)的修正系數(shù)(10m法,水平極化,發(fā)射天線高2m,接收天線1m~4m掃描)頻率MHz50ΩdB200ΩdB頻率MHz50ΩdB200ΩdB300.130.15165-0.1-0.24350.090.11170-0.06-0.25400.060.081750.00-0.24450.020.061800.05-0.18500.030.071850.09-0.12550.130.111900.12-0.05600.370.171950.140.03650.490.22000.150.08700.250.162050.140.0975-0.140.052100.110.0980-0.45-0.082150.090.0485-0.44-0.172200.080.0090-0.34-0.192250.02-0.1095-0.21-0.18230-0.03-0.21100-0.06-0.16235-0.08-0.291050.05-0.1240-0.10-0.371100.13-0.04245-0.17-0.441150.190.03250-0.22-0.441200.20.10255-0.20-0.341250.170.12260-0.16-0.291300.130.13265-0.15-0.211350.070.11270-0.06-0.03140-0.010.072750.060.09145-0.060.002800.130.08150-0.11-0.072850.140.10155-0.13-0.142900.140.10160-0.12-0.212950.100.10165-0.1-0.243000.08-0.04170-0.06-0.25JJF1897—202132表E.2雙錐天線的特定布局修正系數(shù)GSCF(10m法,接收天線1m~4m掃描)頻率50Ω巴倫200Ω巴倫水平極化垂直極化水平極化垂直極化h=1mh=2mh=1mh=1.5mh=1mh=2mh=1mh=1.5mMHzdBdBdBdBdBdBdBdB300.300.26-0.72-0.400.310.30-0.38-0.17350.180.18-0.77-0.410.180.22-0.29-0.0940-0.010.12-0.75-0.340.030.16-0.140.0345-0.320.04-0.57-0.15-0.120.120.050.1750-0.710.06-0.150.19-0.230.140.250.3055-0.930.260.520.65-0.220.220.440.4060-0.600.741.331.17-0.100.340.600.48650.160.981.470.990.060.400.700.50700.670.501.410.630.160.320.730.48750.76-0.281.140.290.180.100.710.44800.73-0.900.760.010.18-0.160.650.36850.90-0.880.50-0.060.24-0.340.570.29901.13-0.680.22-0.140.40-0.380.500.23951.24-0.420.01-0.150.61-0.360.400.161001.14-0.12-0.11-0.120.77-0.320.310.131050.840.10-0.25-0.130.80-0.200.230.111100.470.26-0.33-0.120.70-0.080.140.081150.190.38-0.36-0.080.530.060.080.081200.040.40-0.39-0.060.390.200.020.091250.030.34-0.37-0.020.330.24-0.030.081300.040.26-0.310.030.370.26-0.050.10135-0.030.14-0.260.060.400.22-0.050.13140-0.19-0.02-0.190.100.350.14-0.050.13145-0.39-0.12-0.090.140.190.00-0.010.16150-0.57-0.22-0.010.16-0.06-0.140.040.19155-0.63-0.260.070.19-0.32-0.280.070.19160-0.58-0.240.170.22-0.47-0.420.130.2233表E.2(續(xù))頻率50Ω巴倫200Ω巴倫水平極化垂直極化水平極化垂直極化h=1mh=2mh=1mh=1.5mh=1mh=2mh=1mh=1.5mMHzdBdBdBdBdBdBdBdB165-0.50-0.200.240.24-0.54-0.480.190.24170-0.41-0.120.320.27-0.59-0.500.240.25175-0.320.000.390.30-0.62-0.480.290.27180-0.240.100.450.32-0.65-0.360.350.30185-0.240.180.510.35-0.68-0.240.390.31190-0.250.240.560.38-0.66-0.100.430.34195-0.200.280.600.41-0.760.060.480.36200-0.130.300.630.43-0.690.160.490.37表E.3雙錐天線的特定布局修正系數(shù)GSCF(3m法,接收天線1m~4m掃描)頻率50Ω巴倫200Ω巴倫水平極化垂直極化水平極化垂直極化h=1mh=2mh=1mh=1.5mh=1mh=2mh=1mh=1.5mMHzdBdBdBdBdBdBdBdB301.991.73-0.19-0.262.001.760.16-0.02351.421.24-0.46-0.461.441.290.04-0.14401.010.97-0.58-0.521.061.030.05-0.15450.630.89-0.49-0.420.760.910.14-0.09500.160.99-0.09-0.110.520.850.28-0.0255-0.281.190.610.370.340.820.420.0460-0.511.181.370.760.220.760.530.0565-0.380.691.790.790.180.650.580.02700.04-0.051.830.550.200.490.59-0.04750.53-0.551.630.280.270.310.58-0.11800.91-0.681.290.020.370.140.54-0.19851.12-0.660.84-0.270.490.010.48-0.27901.18-0.610.36-0.550.61-0.050.39-0.37951.13-0.54-0.07-0.760.71-0.060.27-0.47JJF1897—202134表E.3(續(xù))頻率50Ω巴倫200Ω巴倫水平極化垂直極化水平極化垂直極化h=1mh=2mh=1mh=1.5mh=1mh=2mh=1mh=1.5mMHzdBdBdBdBdBdBdBdB1001.00-0.42-0.39-0.890.78-0.030.13-0.581050.84-0.25-0.58-0.960.800.04-0.02-0.691100.69-0.07-0.68-0.990.790.13-0.16-0.791150.540.10-0.71-1.030.740.23-0.27-0.881200.430.20-0.71-0.390.660.35-0.36-0.291250.350.22-0.700.390.580.45-0.420.471300.280.15-0.701.140.490.53-0.461.201350.220.03-0.691.800.410.55-0.491.721400.09-0.14-0.691.860.340.49-0.531.811450.00-0.31-0.701.910.270.35-0.571.89150-0.06-0.46-0.711.940.190.15-0.641.95155-0.07-0.55-0.751.970.09-0.13-0.721.99160-0.04-0.55-0.802.00-0.03-0.40-0.832.021650.02-0.48-0.892.04-0.19-0.61-0.962.041700.07-0.36-1.002.09-0.35-0.70-1.112.081750.14-0.22-1.162.14-0.49-0.68-1.282.131800.210.13-1.202.19-0.59-0.36-1.332.181850.310.53-0.642.21-0.640.13-0.762.231900.390.64-0.122.23-0.580.48-0.242.271950.490.730.362.28-0.450.710.252.332000.590.790.802.35-0.240.890.692.39E.2獲得GSCF的方式表E.2和表E.3提供了圖E.1所示雙錐天線在200MHz頻段以下10m法和3m法的特定布局修正系數(shù);其他情況的修正系數(shù),有兩種方式。E.2.1數(shù)值計算方法對于滿足圖E.1所示雙錐結(jié)構(gòu),可采用NEC2來計算,得到表E.2及表E.3以外其他情況下的GSCF。JJF1897—202135尺寸位置最小尺寸/cm最大尺寸/cmA60.064.3B28.030.0C52.554.0D4.013.0圖E.1雙錐天線尺寸E.2.2測量方法對于上述方法以外的雙錐天線或?qū)?shù)周期天線,也可以采用式(E.1)來測量得到GSCF。GSCF=[EGS+AGS]-[ENFS+ANFS](E.1)式中:E—依據(jù)式(D.2)~式(D.3)計算的結(jié)果;A—測量得到的場地衰減,dB;NFS—準(zhǔn)自由空間,見H.1.3。GS—特定布局條件,即不同的極化方式(水平極化HP,垂直極化VP)、發(fā)射天線高度h1及收發(fā)天線參考點之間的水平投影距離R,m。在測量時,測試場地需要滿足6.2.1中關(guān)于開闊試驗場的要求。JJF1897—202136附錄F對數(shù)周期天線及復(fù)合天線相位中心的計算如圖F.1所示,設(shè)天線1最前端到參考點P1的距離為d1P,天線2最前端到參考點P2的距離為d2P。假定在頻率f時對應(yīng)的相位中心到天線前端的距離為d1f,其值可通過式(F.1)近似估算,同理可計算天線2在頻率f時對應(yīng)的相位中心到天線前端的距離為d2f。圖F.1對數(shù)周期天線相位中心示意圖d1f=(lf-l(-didmin)+dmin(F.1)式中:lf—諧振頻率為f時的振子長度,m,且lf≈0.9×150/f;lmax和lmin———分別為最長振子和最短振子,m,它們決定了對數(shù)周期天線的諧振頻率范圍(分別對應(yīng)著最低諧振頻率和最高頻率);dmax和dmin—分別為從天線前端到最長振子和最短振子之間的距離,m。d—天線收發(fā)天線各自參考點在水平投影面上的距離,m。dphase—在頻率f時,兩個對數(shù)周期天線的相位中心之間的距離,m;這是天線測量時的實際距離。利用對數(shù)周期天線或復(fù)合天線來進(jìn)行輻射騷擾測量時,如果是3m法(即圖F.2中的d=3m),則需要考慮相位中心的變化導(dǎo)致的場強(qiáng)變化。為此,可依照式(F.2)來計算輻射騷擾場強(qiáng)測量結(jié)果的修正量ΔEpc。JJF1897—202137圖F.2對數(shù)周期天線相位中心到EUT的距離20lg??dphase?ΔE式中:β,其中λ為波長,m;dphase—天線相位中心到受試設(shè)備前面板間的距離,dphase=10+d1f-dRef式中:(dphase≥λ/2)(F.2)(dphase<λ/2)m,按式(F.3)計算:(F.3)dRef—天線的參考點(或中點)到天線前端的距離,m,即圖F.2中的d1P。JJF1897—202