TB/T 2972-1999
基本信息
标准号:
TB/T 2972-1999
中文名称:驼峰毫米波测速雷达技术条件
标准类别:铁路运输行业标准(TB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
驼峰
毫米波
技术
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
TB/T 2972-1999.
1范围
TB/T 2972规定了驼峰毫米波测速雷达(以下简称雷达)的产品分类技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装运输和储存的要求。
TB/T 2972适用于驼峰毫米波测速雷达的制造、检验、维修。
2引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 191-90包装储运指示标志
GB 2423.1-89电工电子产 品基本环境试验规程试验A:低温试验方法
GB 2423.2-89 电工电子产品基本环境试验规程 试验 B:高温试验方法
GB/T 2423.3-93电工电子产品基本环境试验规程 试验Ca:恒定湿热试验方法
GB/T 2423.10-1995电工电 子产品基本环境试验第 2部分:试验方法试验 Fe和导则:振动(正弦)
GB 2828-87逐批检查计数抽样程序 及抽样表
GB 2829-87周期检查计数抽样程序 及抽样表
GB/T 4942.2-93 低压电 器外壳防护等级
GB 11450.2-89 空心金属波导第 2部分:普通矩形波导有关规范
GB/T 13185-91驼峰测速雷达
TB 1447-82信号产品的绝缘电阻
SJ 2534.2-85天线测试方法天线测试场的设计
SJ 2534.4-85天线测试方法天线测试场的鉴定
3定义
本标准采用下列定义
3.1雷达有 效作用距离
标准内容
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T2972—1999
20911157
驼峰毫米波测速雷达技术条件
1999-11-26发布
中华人民共和国铁道部.发布
2000-06-01实施
TB/T2972—1999
引用标准
产品分类
技术要求
实验方法
检验规则
8标志、包装、运输、贮存
附录A(提示的附录)测试用仪表目
附录B(提示的附录)驼峰毫米波测速雷达密封箱安装方法2
TB/T2972—1999
驼峰测速雷达作为编组站驼峰调速系统中的基础测量设备,其工作性能直接影响编组站的编解能力和溜放作业的安全。驼峰毫米波测速雷达应用8mm波段多普勒效应,用于连续测量瘤放车辆的实际速度。为调速系统提供瘤放车辆的速度信息。本标准的附录A、附录B均为提示的附录。本标准由中国铁路通信信号总公司西安器材研究所提出并归口。本标准起草单位:铁道部科学研究院通信信号研究所、中国科学技术大学科波高技术公司、中国铁路通信信号总公司天津铁路信号工厂。本标准主要起草人:周喜鸿王东进刘万柱庄重盛奕建
刘恩庆
1范围
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T2972—1999
驼峰毫米波测速雷达技术条件
本标规定了驼峰毫米波测速雷达(以下简称雷达)的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存的要求。本标准适用于驼峰毫米波测速雷达的制造、检验、维修。2引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB191-90包装储运指示标志
GB2423.1-89电工电子产品基本环境试验规程试验A:低温试验方法GB2423.2一89电工电子产品基本环境试验规程试验B:高温试验方法GB/T2423.3-93电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法GB/T2423.10-1995电工电子产品基本环境试验第2部分:试验方法试验Fc和导则:振动(正弦)
GB2828一87逐批检查计数抽样程序及抽样表GB2829-87周期检查计数抽样程序及抽样表GB/T4942.2一93低压电器外壳防护等级GB11450.2一89空心金属波导第2部分:普通矩形波导有关规范GB/T13185-91驼峰测速雷达
TB1447一82信号产品的绝缘电阻SJI2534.2一85天线测试方法天线测试场的设计5天线测试方法天线测试场的鉴定SJ2534.4—85
3定义
本标准采用下列定义
雷达有效作用距离
中华人民共和国铁道部1999-11-26批准2000-06-01实施
TB/T2972—1999
按GB/T13185一91第3章的规定。雷达安装在铁路现场,当空平板车在雷达天线正前方以3~30km/h的速度运动,雷达能稳定显示车速时,空平板车与雷达的最大距离。3.2雷达自检
雷达能随时检查自身有无故障发生。4产品分类
4.1雷达型号的含义示例
设计顺序号
-驼峰
4.2外形尺寸
雷达基本外形尺寸:310mm(长)×180mm(宽)×180mm(高)注:产品如有改进,外形尺寸以生产厂企业标准为准。5技术要求
5.1工作环境条件
雷达在下列工作环境下应可靠工作:a)环境温度
b)空气相对湿度
c)大气压力
d)振动
e)电源
5.2整机技术要求
-40℃~+70℃
不大于90%(+25);
不低于74.8kPa(海拔高度不超过2500m);振频为30Hz±1Hz,单振幅为0.5mm;220V±10%.50Hz±2Hzc
5.2.1”雷达应符合本标准的要求,并按照经规定程序批准的图样及技术文件进行制造。5.2.2所有零部件需经检查合格,标准件及外购件必须符合相应的技术标准,电子元器件应经过筛选后方可进行装配。
雷达工作频率范围:35.0~38.0GHz(推荐)。5.2.3
雷达输出功率:≥30mW。
定)。
雷达有效作用距离:≥50m(对空平板车而言,并且雷达安装位置应符合附录B的规雷达测速范围:3~30km/h。
雷达天线水平面内方向图(半功率点处)张角:7°雷达天线主副瓣抑制比:≥26dB。多普勒整形信号输出:交流电压输出>8V(峰一峰值空载);电流输出≥10mA。
雷达测速误差:±1%±0.1km/h。雷达自检功能
TB/T2972—1999
自检信号频率:相当于被测目标运动速度为30~32km/h时的多普勒频率值:频率稳定度:1.0×10-3;
控制条件:+6V~+24V(或根据用户要求)。5.3天线组件技术要求
频带范围:雷达工作频率土0.2GHz。5.3.12
5.3.2天线增益:≥28dB。
5.3.3天线水平面内方向图(半功率点处)张角:≤7°。5.3.4主副瓣抑制比:≥26dB。
5.3.5驻波比:≤1.3(在雷达工作频率处测试)。5.3.6波导尺寸:BJ320符合GB11450.2—89《空心金属波导第2部分:普通矩形波导有关规范》的规定。
5.4收发组件技术要求
5.4.1工作频率:雷达工作频率±0.1GHz。5.4.2输出功率:≥35mW。
5.4.3频率漂移:≤1MHz/C。
5.4.4接收灵敏度:≤-70dBm(通带:被测目标运动速度为3~30km/h时所对应的多普勒频率范围。信噪比:10dB)。
5.4.5波导尺寸:BJ320符合GB11450.2—899《空心金属波导第2部分:普通矩形波导有关规范》的规定。
5.5放大整形及自检组件技术要求5.5.1频带范围:被测目标运动速度为3~30km/h时所对应的多普勒频率范围(通带平稳度<3dB,阻带倍频程≥10dB)。
5.5.2本机噪声:≤3μV折合到输人端)。5.5.3输入信号动态范围:≥60dB。5.5.4整形信号输出幅度:交流电压输出>8V(峰一峰值空载);电流输出≥10mA。
5.5.5自检信号频率:相当于被测目标运动速度为30~32km/h时的多普勒频率值。5.5.6自检控制条件:+6V~+24V(或根据用户要求,应使用专用电源)。5.6电源组件技术要求
5.6.1输人电源:~220V±10%.50Hz+2Hz。5.6.2输出电源:输出电源技术要求见表1。表1车
输出电源技术要求
输出电压
+4.0~5.5V
负载电流
≥100mA
≥100mA
纹波电压
稳定度
注:不同厂家生产的雷达内部电路不尽相同,对电源的要求也可能不一样,允许不同产品的输出电压不同,但纹波电压、稳定度、误差应符合本标准要求。雷达在低温-40℃、高温+70℃条件下应能可靠工作。在-40℃和+70℃时,雷达发5.7
TB/T2972—1999
射信号频率为雷达工作频率土0.2GHz,功率不小于25mW为合格,其余指标应满足本章有关条文规定。温度在40℃~+70℃范围内变化时,雷达发射信号频率、功率应无突然变化和停振现象。
5.8雷达应能承受频率为30Hz土1Hz,位移全振幅为0.5mm的振动作用,不得有机械损伤和结构松动,振后应能可靠工作。5.9在试验的标准大气条件下,雷达电源引人端子对雷达机壳的绝缘电阻应不低于100Ma
5.10雷达外观
5.10.1雷达外观应光滑细致,镀层牢固,不得有斑点、突起或未镀的地方,镀层、边缘和棱角不得有烧痕。
5.10.2雷达机壳涂层应颜色一致,平整清洁,美观光滑,不得有皱纹、流痕、起泡等缺陷。5.11雷达密封箱
5.11.1雷达密封箱外观应平整清洁,涂层应颜色一致,边缘和棱角不得有伤痕。应密封、防水、防尘,其防水、防尘等级不能低于GB/T4942.2规定的IP54级。雷达密封箱应具有接地端子。电缆引人孔应不少于三个,其尺寸应符合有关规定。5.11.2雷达安装在雷达密封箱内,雷达密封箱体在雷达调节范围内不得对雷达发射波形成反射。雷达密封箱定型时必须进行检验,改型的雷达密封箱在现场应用前也必须进行检验。6试验方法
6.1工作频率的测量
工作频率的测量既可以测量收发组件也可以测量整机。6.1.1测量收发组件
测量收发组件按图1连接测试线路。接通电源5min后,用毫米波数字频率计测量发射频率。应符合5.4.1的规定。6.1.2测量整机
测量整机按图2连接测试线路。
收发组件毫米波数字频率计
图1测量收发组件工作频率
接收天线
毫米波数字频率计
图2测量整机工作题率
接通电源5min后,用毫米波数字频率计测量发射频率。应符合5.4.1的规定。6.2有效作用距离的测量
工厂采用模拟测量方法,现场采用实际测量方法。6.2.1模拟测量方法
按图3连接测试线路。
接通电源5min后,调制器放置在1000Hz调制上,其调制电流底部为零调制。调可变衰减器的衰减量,使雷达有整形输出时,记下其衰减值N1。用公式(1)(2)(3)(4)计算作用距离。R = 50 × 10[(N-70-10-logP)/40]N=2N,+No+ N
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No=2N.+2N+N+Na+N
『(4元)4.R
Nk =10 · logl.G2·]
式中R-—雷达有效作用距离,m
系统衰减量,dB;
雷达输出功率,mW;
N——可变衰减器读数,dB;
等效衰减量,dB;
等效空间传波衰减量,dB;
Gi—雷达天线增益(功率倍数值);G2—测量接收天线的增益(功率倍数值);雷达工作波长,m;
测试距离,m;
可变衰减器起始衰减量,dB:
N——环行器通道衰减量,dB;
调制器起始衰减量,dB:
可变移相器衰减量,dB:
调制器折合衰减量,dB。
【留达接收天线
指示器
可变衰减器
环行器调制器
可变移相器
图3模拟测危有效作用距离、速度测盘范围6.2.2实际测量方法
实际测量可选择具有微机半自动、自动化调速系统的站场,利用系统中上位机打印雷达数据。当空平板车进人减速器区段时,人工封闭该区段轨道电路。待空平板车尾部距雷达的距离超过50m时,取消轨道电路封闭。上位机打印的轨道电路占用其间的全部雷达数据应基本稳定,表示雷达的有效作用距离不小于50m。6.3速度测量范围的测量
按图3连接测试线路。
接通电源5min后,调制器放置在相当于被测目标运动速度为3~30km/h时所对应的多普勒频率调制上,其调制电流底部为零调制。雷达应有相应输出,应符合5.2.6的规定。6.4多普勒信号输出的测量
6.4.1多普勒交流信号电压输出的测量按图4连接测试线路,雷达输出端接成交流电压输出方式。
示波器】
频率计
雷达测试仪
图4网交流电压输出
接通电源5min后,将测试仪放置在\速度”档,接通换算速度在3~30km/h范围内的4点调制信号,频率计指示调制信号频率正确,用示波器测量雷达输出端上峰一峰电压值,应符5
合5.2.9的规定。
6.4.2多普勒电流输出的测量
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按图5连接测试线路(也可用内部电源)。雷达输出端接成电流输出方式。接通电源5min后,将测试仪放置在“速度”档,接通换算速度在3~30km/h范围内的4点调制信号,调整负载电阻使直流电流表显示的平均电流值不小于5mA,频率计指示调制信号频率正确,示波器显示波形无畸变,即符合5.2.9的规定。注:如果雷达输出电路有改动要按改动后的电路测盘多普勒信号输出。示波器
频率计
负载电阻
直流电流表+12V电源
V一达签试仪
图5测量电流输出
6.5天线水平面内方向图(半功率点处)张角的测量天线水平面内方向图(半功率点处)张角的测量既可以测量整机也可以测量天线。6.5.1测量整机
测量整机按图6安装和连接测试线路。其天线试验场地应符合SJ2534.2-85和SJ2534.4-85中的要求。接通雷达及测试仪表电源5min后,调好接收天线及测试接收机。旋转被测雷达方向,记录测试接收机读数,计算相对最大值的分贝数,取两个负3dB的角度即为天线水平面内方向图(半功率点处)张角。
注:接收天线、测试接收机也可用雷达测试仪代替。6.5.2测量天线
测量天线时,可按图7安装和连接测试线路。
接通测试仪表电源5min后,调好被测天线及测试接收机。旋转被测天线方向,记录测雷达
通试转台
接收天线
试接收机
图6阅量整机水平面内方向图张角试接收机读数,计算相对最大值的分贝数,取两个负3dB的角度即为天线水平面内方向图(半功率点处)张角。
宽米波信号源
+天线
被网天线
网试转台
测试接收机
图7测量天线水平面内方向图张角、主副短抑制比6.6天线主副瓣抑制比的测量
按图7安装和连接测试电路。
按6.5.2规定的方法,测得0~土90方向图,取最大的副辩之值。计算主副抑制比应符合5.2.10的规定。
6.7测速误差的测量
6.7.1试验室计算方法
TB/T2972—1999
用6.1测量结果计算工作频率误差,代人公式(5)计算测速最大误差,应符合5.2.10的规定。
+ =- (1 - gosA) ± == 0.321% ±×100% (5)
一最大测速误差;
一雷达与车辆夹角,;
f一雷达工作频率,GHz;
Af——雷达工作频率误差,GHz。6.7.2现场实测方法
按图8连接测试线路。
车辆福放方向
频率计!
频率计!
车辆减速器
分频整形电路
图8测量测速误差下载标准就来标准下载网
踏板1
踏板2
在距减速器出口3~5m处安装踏板1和踏板2两踏板间距离L为雷达工作波长的500倍,长度误差不大于0.1%。
接通雷达、频率计及分频整形电路,雷达应能稳定测得放车辆出减速器10m以内的数据,频率计是具有计数控制功能的数字频率计,频率计I按计数方式工作,频率计Ⅱ按毫秒表方式工作。分频整形电路在车辆最后轮对通过踏板时,发出控制计数脉冲:当最后轮对通过踏板1时,启动频率计,频率计I计雷达输出脉冲,频率计Ⅱ开始计时。当最后轮对通过踏板2时,频率计停止工作。
用公式(6)(7)8)计算车辆通过踏板1、踏板2区段踏板所测平均速度、雷达所测平均速度及雷达速度测量绝对误差。
AV-V-Vo=
(n-1000)
V致大
1△V平均|+I△V均方!
V平均
式中Vo—车辆通过踏板1、踏板2区段踏板所测平均速度,m/s;V一车辆通过踏板1、踏板2区段雷达所测平均速度,m/s;4V一雷达速度测量绝对误差,m/s;L—踏板区段长度,m;
AV平均
4V均方
V平均
TB/T2972-—1999
车辆最后轮对从踏板1到踏板2所用时间,S;t时间内频率计I所计雷达输出脉冲数:雷达工作波长,m;
最大测速误差:
重复测量N次,雷达速度测量绝对误差平均值,m/s;重复测量N次,雷达速度测量绝对误差均方值,m/s;-重复测量N次,车辆通过踏板1、踏板2区段雷达所测平均速度平均值,m/s。上述测量重复30次以上,计算平均误差、均方误差,按公式(9)计算最大误差,应符合5.2.10的规定。
6.8天线增益的测量
按图9连接测试线路。
毫米波信号源
+天线
被测天线
可变衰减器
图9测量天线增益
检波器数字电压表
调整被测天线与信号源天线,使接收信号最大,调整可变衰减器使检波器输出指示为一个定值,记下衰减量N1o
用已知增益为Go的标准天线代替被测天线安装在相同的位置上,调整可变衰减器,使检波器输出的指示不变,记下衰减量N2。被测天线增益G由公式(10)计算。G=Go+N-N2
式中G——被测天线增益,dB;
Go——标准天线增益,dB;
N1、N2—可变衰减器读数,dB。6.9天线驻波比的测量
按图10连接测试线路。
接通电源5min后,扫频仪扫频振荡频率范围宽于雷达工作频率土0.2GHz,天线前方5m内应无强反射物体(最好用一块吸收体),利用驻波比测量仪测量天线驻波比,(也可用点频信号发生器和测量线测量)应符合5.3.5的规定。6.10输出功率的测量
输出功率的测量既可以测量收发组件也可以测量整机。6.10.1测量收发组件
测量收发组件按图11连接测试线路。扫频仪驻波比测量仪被测天线
图10微量天线驻波比
收发组件
小功率计
图11测量收发组件输出功率
接通电源5min后,由小功率计测得输出功率数值。应符合5.4.2的规定。6.10.2测量整机
测量整机按图12连接测试线路。8
TB/T2972—1999
接通电源5min后,由小功率计测得接收天线输出功率数值po,按公式(11)计算雷达输出功率。应符合5.2.4的规定。
(4元)2.R2
P=CATG, · po
式中P—雷达输出功率,mW;
po——功率计读数,mW;
G雷达天线增益(功率倍数值);G2—接收天线增益(功率倍数值):a—雷达工作波长,m;
R.测试距离,m。
6.11收发组件频率漂移的测量
按图13连接测试线路。
雷达接收天线小功率计
图12测量整机输出功率
收发组件
高温试验箱
毫米波数字频率计
图13测证数率漂移
接通电源30min后,收发组件放置高温试验箱内,在常温下测得T1、F1。改变高温试验箱温度,待温度稳定再经5min后,测得T2、F2(温差在2030℃之间)。用公式(12)计算频率漂移。应符合5.4.3的规定。
式中K—
频率漂移,MHz/C;
T—常温温度值,C;
Fi—温度为T,时,收发组件工作频率,MHz;T2—温度改变后温度值,C;
F2—一温度为T2时,收发组件工作频率,MHz。6.12接收灵敏度的测量
按图14连接测试线路。
收发组件
前暨故大器
可变衰减器
示波器
环行器
调制器
可变移相器
图14测量接收灵敏度
接通电源5min后,调制器放置在零调制上,可变衰减器放置在60dB,用示波器测得收发组件的本机噪声电压Uo。
将调制器放置在放大电路频带中心频率调制上,调整电流,使其底部处于零调制上,调整调制深度达85%90%,调节可变衰减器的衰减量,使示波器指示为U(U=3.16U)记下其衰减量N1。
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