GY/T 5052-1994
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标准简介
GY/T 5052-1994.
用的组合形式安装在转台支架上。为了在测量水平面和垂直面方向图时天线都在水平面旋转,天线应按测量需要竖放或横放在支架上,同时还应保持被测天线与源天线的极化方向一致, 即水平极化发射,水平极化接收;垂直极化发射,垂直极化接收。接收天线位置宜放在源天线(发射)最大辐射方向上。调整记录仪走笔速度和记录量程,使其与转台转速和场强仪输出电平相配合。然后分别测量水平面和垂直面方向图。转台与记录仪之间应有同时记录电平与旋转度数的指示系统。在测量中,要求源天线的输人功率保持不变。无自动记录仪设备,可用人工旋转转台逐点测量。测量点密度和范围以能准确地绘出被测天线的方向图为原则。
6.6天线系统方向图合成
总尺寸较大的天线系统可以测量其中的天线单元、缩尺模型、或部分天线单元组合后的方向图,然后用理论的天线阵方向图公式计算总方向图。
6.7天线馈电的幅度和相位测量
计算天线系统方向图时,需要知道各天线单元的馈电相对幅度和相位关系。这个关系可以根据天线系统的功率分配器各支路的功率比及各支路的总行程电长度确定。亦可由测量求得。
6.7.1网络分析仪幅度和相位测量法
用网络分析仪测量系统各支路的传输特性及相位变化,可测出馈电的相对幅度和相位关系。
6.7.2馈线长度法
VHF波段用测量各天线单元馈线的机械长度,折算出馈线的电长度,从而得出各天线单元的相对相位关系。
UHF波段应用开槽线或矢量电压表测量。
6.8 增益测量
6.8.1比较测量法
采用比较法测量天线系统增益,如图(4)方框图所示,被测天线与已知相对于半波振子增益的标准天线比较,从而得出被测天线的增益。
标准内容
中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T5052
GY/T5052-94
电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标测量方法
1.主题内容与适用范围
972646
本标准规定了电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标测量方法本标准适用于VHF、UHF电视和调频广播发射天线馈线系统及其部件技术指标的测量。
本标准不适用于其他频段及其他用途的天线馈线系统,2.
引用标准
GY/T5051-94电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标。3.·术语
本标准采用术语符合引用标准GY/T5051-94中3.1~3.5条的规定。4.测量项目
方向图、增益、驻波比、直流电阻和绝缘电阻5.测量仪器及附件的技术要求
测量仪器及附件的技术要求应符合表1规定。测量仪器及附件的技术要求
场强测量仪
测试接收机
主要技术要求
a、频率范围:VHF40~230MHz,UHF450~1000MHzb、频率刻度精度:<1%
阻抗:502或75Q
d、量程:15~120dB
e、测量误差:土2dB以内
f、指示最小刻度:<1dB
镜象抑制比》35dB
频率范围:VHF40~230MHz,UHF450~1000MHza.
b、频率刻度精度:<1%
C、阻抗:50Q2或752
d、量程:15~120dB
e、测量误差:±1dB
f、指示最小刻度:<1dB
g、镜象抑制比》35dB
功率信号发生器
频率特性测试仪
网络分析仪
双臂电桥
记录仪
可调衰减器
主要技术要求
续上表
a、频率范围:VHF40~230MHz,UHF450~1000MHzb、频率最小刻度:<1MHz
C、阻抗:502或752
d、输出功率:>2W
e、主谐相对电平:>30dB
频率稳定度:<1×10-5/15min
a、频率范围:VHF40~230MHz.UHF450~1000MHz
b、阻抗:50Q或75Q
C、频标:1、10MHz
d、频率响应:<1dB
e、扫频频偏:VHF1~30MHz,UHF4~80MHzf、扫频频偏不对称性:
VHF30MHz带宽内不对称性<10%
UHF80MHz带宽内不对称性<15%
g、显示灵敏度:优于3mV/cm
h、显示器输人阻抗:>500kQ
a、频率范围:4~1000MHz
b、频标:1、10、50MHz精度±0.01%阻抗:502或752
d、扫频频宽:1、2、5、10、20、50MHze、频率响应:±0.5dB
T、扫频频偏不对称性:±8%
g、测量相位精度:<0.5°
h、测量幅度精度:±0.5dB
量程:0.001~0.22
.b、测量相对误差:±2%
响应速度(全书写宽度)<1秒
b、灵敏度及量程与测试接收机或场强测量仪配合a、频率范围:VHF40~230MHz,UHF450~1000MHzb、最小衰减量范围:1~30dB
c、相对衰减误差<0.5dB
d、反射损耗:>23dB
阻抗:502或75Q
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兆欧表
驻波比电桥
定向耦合功率计
标准电阻
检验电阻
主要技术要求
续上表
输出电压:2500.V或1000V(按发射机功率大小选用)a.
a、频率范围:VHF40~230MHz,UHF450~1000MHzb、隔离度>35dB
C、阻抗:502或750
a、频率范围:40~1000MHz
b、隔离度>35dB
C、功率范围:0.01~30W或0.03~100Wd、精度:±5%
e、阻抗:502或75Q
f、可量人射功率和反射功率
a、频率范围:VHF:40~230MHz,UHF450~1000MHzb、驻波比:<1.02
C、与系统的接头配套
频率范围:40~1000MHz
b、分别相对于标称负载50Q2或75Q的驻波比:1.05±0.01、1.1±0.02、1.15±0.02三种以上电阻
C、与检验系统的接头配套
6.天线系统的方向图和增益测量天线系统的方向图和增益在天线测试场地上测量6.1天线测试场的一般要求
天线测试场是测试和鉴定天线性能的场所。天线辐射的有用电场是远区场。所以,要正确测量天线的辐射特性,需要有一个能提供近似均匀的平面电磁波照射被测天线的测试场,或者被测天线辐射同样均勾平面电磁场照射接收天线的测试场。6.6.1测试场地的空间,在被测频率土120kHz内干扰波场强应比被测频率的场强低30dB。
6.1.2测试场地附近不宜有输电线及树木等反射物体。除可以利用作为抑制地面反射波的天线支座外,测试场地不宜有高出地面的凸起地形及房屋建筑等反射物体。6.2天线测试场设计
本标准设计两种符合测量要求的测试场:即:自由空间测试场和地面反射测试场。前者是一种能够消除或抑制地面及周围环境反射波干扰的测试场。后者是一种合理利用和控制地面反射波与直射波干涉的测试场。6.2.1自由空间测试场
采用方向性较强副瓣电平低于主波瓣电平25dB的源天线,选择适当的Ht和Hr,使源天线垂直面方向图的第一个零点方向指向被测天线支持塔架底部附近地面如图(1)所示,使地面和塔架的反射波不致被被测天线接收,被测天线只接收到源天线的直射波。此时Hr~DtgQ
图中:Ht
源天线
被测天线
图(1)
源天线的中心高度,m;
被测天线的中心高度,m;
Lt——源天线在垂直面高度的尺寸,m;Lr
被测天线在垂直面高度的尺寸,m;测量距离(6.3条确定),m;
一工作波长,m。
6.2.2地面反射测试场
地面反射测试场是把源天线与被测天线架在较光滑平坦的地面上,用直射波与地面反射波产生干涉后的方向图主波瓣的最大值对准被测天线(接收)中心,被测天线可接收到一个近似等幅同相的凡射场。源天线与被测天线架设高度按下式计算,然后根据计算的源天线垂直面总方向图修正,使被测天线所占空间垂直面上的场强变化不大于1dB。Lt<0.5Lr
Hr>4Lr
地面反射测试场的地面应满足如图(2)所示的三个区域的要求:主区的平滑度为△h;副区的平滑度为2~3倍△h;无障碍区内应无障碍物。
W≥20元D
图中:Wz-源天线水平面方向图
主瓣零值在距离D处的宽度,m。Ah
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接收端
无障碍区
图(2)
式中△h一地面凹凸处的深度与高度的平均值之和与平均地面的差值;w—平滑度系数,—般为8~32,取w≥16;Φ—射线与水平地面的夹角,Φ≤14°。经验证明,主区采用混凝土地面或压实较平整的地面就能满足一般测量要求,不需严格计量△h值。
6.2.3可采用能消除反射波干扰的其他测试场。6.3被测天线与源天线间的测量距离测量天线的方向图和增益,两天线间的测量距离按下列公式计算,取其中较大的一个数值。
(Lt+ Lr)2
D>10元
6.4天线测试场地的检验
天线测试场地应经过检验,满足测量要求,方可进行天线测量。测试场地在测量中:如发现测量结果异常时,应重新修改测试场地的设计。6.4.1天线测试场地检验法之一
用小尺寸振子作探头,在将要安装被测天线的空间上下左右及前后,探测周围的场强分布,若大于被测天线结构各向尺寸的空间范围内接收的电平起伏小于土1dB,并且较对称,则认为满足测量要求。如电平起伏较大,应查明原因,采取适当措施消除干扰。6.4.2天线测试场地检验法之二
测量已知方向图及增益的天线,如测量结果与原方向图的半场强夹角及增益的偏差不大于8%时,可以认为满足测试场地要求。6.5方向图测量
电视和调频广播发射天线系统,·一般只需测量水平面方向和垂直面方向图6.5.1测量方框图如图(3)
源天线
功率信号
发生器
6.5.2测量方法
衰减器
图((3)免费标准bzxz.net
被测天线
测量器
记录仪
如图(3)所示,被测天线作为接收天线或发射天线进行测量,天线系统应按实际使135
用的组合形式安装在转台支架上。为了在测量水平面和垂直面方向图时天线都在水平面旋转,天线应按测量需要竖放或横放在支架上,同时还应保持被测天线与源天线的极化方向一致,即水平极化发射,水平极化接收:垂直极化发射,垂直极化接收。接收天线位置宜放在源天线(发射)最大辐射方向上。调整记录仪走笔速度和记录量程,使其与转台转速和场强仪输出电平相配合。然后分别测量水平面和垂直面方向图。转台与记录仪之间应有同时记录电平与旋转度数的指示系统。在测量中,要求源天线的输人功率保持不变。无自动记录仪设备,可用人工旋转转台逐点测量。测量点密度和范围以能准确地绘出被测天线的方向图为原则。
6.6天线系统方向图合成
总尺寸较大的天线系统可以测量其中的天线单元、缩尺模型、或部分天线单元组合后的方向图,然后用理论的天线阵方向图公式计算总方向图。6.7天线馈电的幅度和相位测量
计算天线系统方向图时,需要知道各天线单元的馈电相对幅度和相位关系。这个关系可以根据天线系统的功率分配器各支路的功率比及各支路的总行程电长度确定。亦可由测量求得。
6.7.1网络分析仪幅度和相位测量法用网络分析仪测量系统各支路的传输特性及相位变化,可测出馈电的相对幅度和相位关系。
6.7.2馈线长度法
VHF波段用测量各天线单元馈线的机械长度,折算出馈线的电长度,从而得出各天线单元的相对相位关系。
UHF波段应用开槽线或失量电压表测量。6.8增益测量
6.8.1比较测量法
采用比较法测量天线系统增益,如图(4)方框图所示,被测天线与已知相对于半波振子增益的标准天线比较,从而得出被测天线的增益。W
接收天线
测量仪
标准天线
被测天线
定向耦合
功率计
图(4)
衰减器
功率信号
发生器
测量时,先后把被测天线和标准天线接至信号源,并使在两种连接的情况下,两天线同样对准接收天线和匹配良好,驻波比不大于1.1。分别调可变衰减器使测试接收机或场强测量仪保持在一个合适的相同电平指示上,同时分别记录输人功率和衰减器的分贝值。-136
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天线系统的增益按下式计算
二1018节
G=G+L-L
式中:Gs=标准天线相对于半波振子的增益,dB;Lk连接被测天线时,衰减器读数,dB;L。连接标准天线时,衰减器读数,dB;Pk被测天线的输人功率,W;
P标准天线的输人功率,W。
6.8.2两相同天线法
采用形式完全相同的两天线测量增益,两天线一为源天线一为接收天线,两天线极化和阻抗匹配,且满足远区条件时,该天线的增益G(dB)按下式计算。1215
[20lge
式中:P。/P一源天线的辐射功率与接收功率之比。为了消除由于天线制造原因引起的测量误差,可把源天线与接收天线互换,再测一次,取增益的平均值。
7.驻波比测量
天馈线系统驻波比分别在天线系统输人端和机房内主馈线输人端两处进行测量。测量仪器的阻抗应与天馈线系统标称阻抗一致。7.1网络分析仪驻波比测量法
7.1.1测量方框图如图(5)
7.1.2测量方法
如图(5),网络分仪与天馈线系统的连线(含连接件)在测量频带内其驻波比和衰减量应不大于1.05和1dB,能校正消除驻波比和衰减引起的测量误差时,驻波比和衰减量应不大于1.15和10dB
7.2频率特性测试仪测量方法
7.2.1测量方框图如图(6)
如图(6),测试线一般采用
SYV-50-9(或SYV-75-9)电缆两端装连接头做成。亦可采用直径较大的其他射频电缆,测试线的长度稍大于20m,在测量频带残留驻波比应不大于1.05。
7.2.2测量方法
用标准电阻检测测试线的残留驻波比;被测天线
主馈电缆
图(5)
被测天线
主馈电缆
测试线
检波器
图(6)
分析仪
频率特性
测试仪
b、测试线一端接仪器,另一端开路或短路,此时,仪器显示出如图(7)波形,调节仪器Y增益,使波形的幅度满刻度。波形的峰、谷的两包络线间宽度为A。如两包络线互相不平行时,可取数个不同的A值。幅
电缆衰减
测量范围
图(7)
保持仪器工作状态不变,将测试线连接天线系统输入端P或主馈线输人端P2仪器显示出如图(8)波形,波形峰、谷的两包络线间宽度为B,如B出现不同宽和两包络不平行时,可取数个不同的B值。幅
测量范围
图(8)
值计算,取其中最大的一个值作为测量结d、驻波比按下式代人相对应的A、B
.7.3驻波比电桥法
这种测量所用的频率特性测试仪除表1中要求的性能外,·其幅度量程需大于35dB,精度小于1dB。
7.3.1测量方框图如图(9)
7.3.2测量方法
被测天线
主馈电缆
驻波比电
桥检波器
图(9)
频率特性
测试仪
如图(9)在电桥输出端开路或短路,调整仪器的Y增益接近最大值,同时调整内部-138-
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的或外接衰减器(外接衰减器图中未示出),衰减量需大于35dB,使仪器的扫描线保持在中心刻度线上。然后连接天线系统,Y增益保持不变,按扫描线上的频标频率调衰减器,依次使每一测量频率至中心刻度线上或很接近中心刻度线。此时,衰减器改变的分贝数加上该频与中心刻度线的差值dB之和即为该频率的总反射损耗L,驻波比按下两式计算:
P=10-0.05L
式中:L总反射损耗,dB;
P反射系数;
S驻波比。
7.4其他测量方法
在没有本标准中规定的仪器时,亦可采用定向耦合功率计、导纳电桥及开槽测量线测量驻波比。但要求精度不低于上述测量法8.天馈线系统直流电阻测量
直流电阻测量的目的是检验天馈线系统中各连接点的接触是否良好。仪器可采用双臂电桥或满足表1中精度要求的其他仪器。天馈线系统天线单元端无直流接地时,宜在天线单元端的合适位置(如分支电缆接头处)对地短路后,进行直流电阻测量。9.绝缘电阻测量
测量天馈线系统的绝缘电阻,在机房内主馈线输人端测量。仪器通常采用1000~2500V的兆欧表,功率大于1KW(含)用2500V兆欧表,小功率用1000V兆欧表。测量时将系统中直流接地点断开,方能进行测量,亦可将整个系统分段测量,计算总绝缘电阻。附加说明:
本标准由广播电影电视部计划财务司提出本标准由广播电影电视部设计院负责起草本标准主要起草人:袁本庆黄济民139
电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标测量方法
编制说明
根据广播电影电视部下达的1989年标准编制计划,由广电部设计院负责起草《电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标测量方法》行业标准。1。标准的编制原则
在编制标准时,我们考虑到电视和调频广播发射天馈线系统安装在塔上后,通常仅测量驻波比和绝缘电阻,其余的技术指标由于受测量手段的限制,目前还很少测量。可以说测量天馈线系统全部主要技术指标还属于起步阶段。因此本标准按下述原则编写:(a)测量的精度以满足实际工作的需要,照顾到各电视发射台及天线生产厂家的仪器及设备情况,不道求过高的测量精度;(b)测量条件较难作到的项目,如方向图和增益的测量等不在发射台进行,采用在测试场地内测量。由于有的天线系统尺寸较大不能直接在场地上测量的,采用测量与理论计算结合的方法。(c)国外国内的类似标准,采用其中适用部分。如标准中的测试场设计和检验各条文。2.标准编写过程
首先进行了资料的收集和整理工作,调查了几个电视发射台的天馈线系统技术指标测量方法和仪器使用情况。还总结了广播电视部设计院天线所多年天线测试工作的经验。编写的征求意见初稿,曾在部科技委天线电波专业委员会89、90年年会上,征求过意见。并参考了电子工业部天线测试方法标准(2),:美国IEEE天线测量标准(10)、1987年国防工业出版社出版的《天线测量手册》【1)。在初稿的基础上作了较大的修改,编写成征求意见稿。于1991年5月寄部属各有关单位及各省、直辖市、自治区广播(局)。市、县局、台征求意见,至1991年底共收到回函13件。根据回函意见进一步作了修改,编写成送审稿。93年4月由部计财司主持召开了审定会,根据会议意见,最后编写出本标准。140-
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3.术语
电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标测量方法
条文说明
本标准内的术语主要采用GY/T5051-94《电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标》行业标准中的解释。
4.测量项目
选用GY/T5051-94《电视和调频广播发射天馈线系统技术指标》行业标准中规定的项目。
5.·测量仪器及附件的技术要求测量仪器及附件的技术要求是参考目前国内使用的同类型仪器和附件的性能,选用其中适用部分作为标准的技术要求。6.天线系统的方向图和增益测量由于电视和调频广播发射天馈线系统安装上发射塔后,要测量它的全部技术指标,其测量方法、设备和仪器都异常复杂。我国在短期内不会具备实地测量的条件。因此在标准中选用部分指标在测试场地上测量的办法。6.2.1自由空间测试场
此条主要参考原电子工业部天线测试方法标准、国防工业出版社《天线手册》及总结广电部设计院天线所多年天线测试工作的经验。选用其中适用部分编人标准,使标准适合本行业的实际需要
6.2.2地面反射测试场
这条亦是参考第6.2.1条中的资料编写的。地面反射测试场是利用源天线发射的直射波与地面反射波合成的波束来测量天线。这样的电场可以做到满足测试场的要求。源天线与被测天线的布置可以按式(2))、(3)及(4)草算Ht及Hr的高度。但最后还需要布置计算源天线的合成方向图来修正,使被测天线所占空间垂直面上的场强变化不大于1dB即认为满足测试场要求。
地面平坦度按标准的要求检测相当麻烦,所以规定了按经验已证明一般测量可行的平坦度要求,不需要准确地检测△h的值。6.3被测天线与源天线的测量距离测量距离是按人射场相位误差不大于元/4及源天线产生的电抗场小于辐射远区场36dB的要求规定的计算式,取两个计算结果较大的一个数值作为测量距离。6.6天线系统方向图合成
总尺寸较大的天线系统在场地上测量在我国近期内还是很难做到的,因此采用测量方法与理论计算相结合的办法。测量天线单元、部分天线单元或缩尺模型的方向图。前两者用方向计算法计算出整系统的方向图。后者是用模型的方向图代表整个系统的方向图。总尺寸小又不复杂的系统,可以全部系统在场地上实测。141-
6.8增益测量
标准选用比较测量法和两相同天线测量法,前者比较普遍采用,后者测量天线单元的增益比较方便,不需要已知增益的标准天线,只需两套与被测天线相同的单元就可进行测量。
7.1网络分析仪驻波比测量法
网络分析仪是一种很精密和使用很方便的仪器,测量驻波比很简单,而且说明书中有明确的说明,所以在条文中只提出附加要求,未列出详细的测量步骤。7.3驻波比电桥法
这种测量法是测量人射波和反射波的比值求得,如驻波比为-1.05时,两种波的电平相差应大于32dB,因此要求频率特性测试仪的幅度量程要大于.35dB;精度小于1.0dB。参考资料
1、毛乃宏、俱新德等编著,《天线测量手册》,国防工业出版社,1987年8月。2、电子工业部标准:SJ2534.2-85《天线测试方法天线测试场的设计》;SJ2534.-85《天线测试方法天线测试场的鉴定》;SJ2534.5-85《天线测试方法特殊测量方法》。
3、国家标准:GB7615-87《共用天线电视系统一天线部分》。4、丁志根、唐志翼等,《租用直升飞机测量上海电视塔发射场形的报告》1986年8月14日。
5、《BT10型频率特性测量仪技术说明书》张家口市无线电一厂6、《BT-3B型频率特性测试仪,说明书》,国营庆华仪器厂。7、《ZWY-1255频率特性测量仪.使用说明书》。8、《Field.StrengthMeterM-321D说明书》日本安立电气株式会社。9、《NetworkAnalyzer4to1300Model8754A,及Model8752A及8753A。说明书》美国HewlettPackard。(惠普公司)。10.IEEEStandardTestProceduresforAntennasIEEEStd1491979.142-
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