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文档简介
ICS33.200
M50
中华人民共和国国家标准
GB/TXXXXX—XXXX
代替GB/T
全球卫星导航系统(GNSS)导航型终端天线
性能要求及测试方法
PerformancerequirementsandtestmethodsforGNSSnavigationdeviceantenna
(征求意见稿)
2020年8月12日
XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施
GB/TXXXXX—XXXX
前 言
本标准按照GB/T1.1—2020给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出并归口。
本标准起草单位:。
本标准主要起草人:。
II
GB/TXXXXX—XXXX
全球卫星导航系统(GNSS)导航型终端天线性能要求及测试方法
1范围
本标准规定了北斗卫星导航系统或兼容北斗的GNSS系统导航型终端无源天线、有源天线的性能要
求和测试方法。
本标准适用于北斗卫星导航系统或兼容北斗的GNSS系统导航型终端无源天线、有源天线的研制和
测试,也可作为制定产品标准的依据。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分试验A:低温试验方法
GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分试验B:高温试验方法
GB/T2423.3-2016电工电子产品环境试验第2部分试验Cab:恒定湿热试验方法
GB/T2423.5-2019电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ea:冲击
GB/T2423.10-2019电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)
GB/T2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分试验Ka:盐雾
GB/T2423.38-2008电工电子产品环境试验第2部分试验R:水试验方法和导则
GB/T4208-2017外壳防护等级(IP代码)
GB/T12190-2006电磁屏蔽室屏蔽效能的测试
GB/T17626.2-2018电磁兼容试验和测试技术静电放电抗扰度试验
GJB6780-2009微波暗室性能测试方法
GB50826-2012电磁波暗室工程技术规范
GB/T19392-2013车载卫星导航设备通用规范
GJB4882-2003导航术语
GB/T18214-1-2000导航术语
GB/T19391-2003全球定位系统(GPS)术语及定义
GJB2436-1995天线术语
GB/T14733.10-2008电信术语天线
GB/T9410-2008移动通信天线通用技术规范
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GJB4882和GB/T19391确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1.1
1
GB/TXXXXX—XXXX
导航型终端navigationterminal
能根据实时定位结果提供导航功能的用户终端。
3.1.2
天线antenna(GJB2436,GB/T1433.10)
无线电发射或接收系统中发射或接收无线电波的部件,它为发射机或接收机与传播无线电波的媒质
之间提供所需要的耦合。
注1:在实用中,应规定天线的端口或天线与发射机或接收机的接口。
注2:如果发射机或接收机由馈线接到天线,则可将该天线认为是馈线导波和空间的辐射波之间的换能器。
3.1.3
无源天线passiveantenna
不含任何有源器件的天线称为无源天线。
3.1.4
有源天线activeantenna
包含有源器件的天线称为有源天线。
3.1.5
标准增益天线standardgainantenna
标准增益天线是指经过标定之后已知天线增益、驻波、极化特性等指标的天线标准件,用于对暗室
测试系统进行校准,标准增益天线也用作天线测量时的增益参考天线。
3.1.6
无功近场区reactivenearfieldregion
天线和周围媒质的无功能量交换的电磁场分量占支配地位的场区称为无功近场区,是一紧靠天线的
空间区。
同义词:感应场区inductionfieldregion
3.1.7
远场区farfieldregion
传播能量的电磁场分量占支配地位的场区,在该场区内场的角分布基本上与离天线的距离无关。
注1:在远场区,所有电磁场分量均与离开天线的距离成反比减少。
注2:对于一个具有最大尺寸D大于波长的天线,远场区通常取最大辐射方向大于的距离。
注3:对于电小天线,通常把作为远场准则。
3.1.8
辐射近场区radiatingnearfieldregion
2
GB/TXXXXX—XXXX
传播能量的电磁场分量占支配地位,但在近场区的场角分布与离开天线的距离有关,它位于无功近
场区和远场区之间。
3.1.9
极化polarization
在远场区和规定的方向上,天线辐射波的极化。在同一周期内,电场矢量端点在垂直于电磁波传播
方向的平面上的轨迹若是一个椭圆,称为椭圆极化,顺传播方向看电场矢量旋转方向是顺(逆)时针的,
称为右(左)旋极化。根据电场矢量端点运动轨迹的形状、取向和旋转方向,分为线极化、圆极化及椭
圆极化。
3.1.10
轴比axialratio
椭圆极化波长轴电场幅度Ea和短轴电场幅度Eb之比。
注:轴比常用分贝数表示。
3.1.11
天线方向图radiationpattern,antennapattern
表征天线辐射量在空间分布。
注1:最常考虑的是在远场的分布。
注2:表征场的量,如:电磁场的一个规定分量的大小或场强—距离乘积、辐射强度、方向性、绝对增益或相对增
益等。
3.1.12
天线增益antennaGain
天线在给定方向的辐射强度与在输入功率相同的情况下假定天线向空间所有方向均匀辐射时的辐
射强度之比,通常以分贝表示。
注1:如方向未给定,则指给定天线最大辐射强度的方向。
注2:如天线无损耗,则给定方向上天线的绝对增益在数值上和它的方向性系数相同。
3.1.13
前后比front-to-backratio(FBR)
天线主瓣的最大辐射方向的功率通量密度(规定在球坐标系统的)与它相反方向的功率通量密度(规
定在球坐标系统的)的比值。
注:常用分贝数dB表示。
3.1.14
不圆度out-of-roundness
在某一仰角上,方位0°~360°范围内天线增益的最大值或最小值与平均值的偏差。
3.1.15
3
GB/TXXXXX—XXXX
半功率波束宽度half-powerbeamwidth
功率方向图中,在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内,把相对最大辐射方向功率通量密度下降到
一半处(或最大值3dB)的两点之间的夹角称为半功率波束宽度。
场强方向图中,在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内,把相对最大辐射方向场强下降到0.707倍
处的夹角也称为半功率波束宽度。
3.1.16
隔离度(多端口天线)isolationratio(ofamultiportantenna)
对于具有短报文收发功能的多端口天线,发射端口的入射功率Pt与在其他端口上所产生的接收功率
Pr之比,通常以分贝表示,即隔离度=10×log(Pt/Pr)。
3.1.17
电压驻波比voltagestandwaveratio(VSWR.)
把天线作为无损耗传输线的负载时,在沿传输线产生的电压驻波上,其最大值与最小值之比值。
3.2缩略语
下列缩略语适用于本标准。
BDSBeiDouNavigationSatelliteSystem北斗卫星导航系统
dBidecibelisotropic分贝(相对于理想点发射天线增益)
GLONASSGLObalNAvigationSatelliteSystem格洛纳斯卫星导航系统
GNSSGlobalNavigationSatelliteSystem全球卫星导航系统
GPSGlobalPositioningSystem全球定位系统
LNALowNoiseAmplifier低噪声放大器
RHCPRightHandCircularPolarization右旋圆极化
LHCPLeftHandCircularPolarization左旋圆极化
VSWRVoltageStandingWaveRatio电压驻波比
4要求
4.1天线辐射性能
4.1.1工作频段范围
GNSS导航型天线的工作频率范围可在附录A中选择,具体范围见产品规范。
天线至少应能接收BDS播发的导航信号,也可接收兼容北斗GNSS系统的多频点导航信号。在工作
频率范围内,天线的特性(驻波比、极化与轴比、增益、不圆度、方向图、波束宽度等)应在容许的范
围之内。
4.1.2电压驻波比
在工作频段范围内,天线电压驻波比应小于等于2.0。
4.1.3极化特性与轴比
4
GB/TXXXXX—XXXX
在工作频段范围内,接收天线极化方式应为右旋圆极化;L波段发射天线极化方式为左旋圆极化。
除另有规定外,天线的法向轴比值应小于等于3dB。
4.1.4增益
90°仰角平均增益应大于等于0.5dBi,20°仰角平均增益应大于等于-5dBi。具体要求见其产品规范。
4.1.5前后比
30°范围内前后比应大于等于6.0dB。
4.1.6不圆度
仰角30°方位角300°范围内,不圆度应小于等于±3.0dB。
4.1.7半功率波束宽度
天线垂直方向半功率波束宽度应大于等于70°。
4.1.8隔离度(多端口天线)
L波段发射天线与S波段接收天线之间隔离度应大于等于20dB;L波段发射天线与其他GNSS接收天
线之间隔离度应大于10dB。
注:含有北斗一代系统L波段发射功能的多端口天线产品。
4.2低噪放性能
4.2.1供电特性
低噪声放大器正常工作所需要的供电特性,如电压和电流等,具体应由产品规范规定。
4.2.2放大器增益
在工作频段范围内,低噪声放大器增益应为28±2dB或40±2dB,特殊应用由产品规范另行规定。
4.2.3输出驻波比
在工作频段范围内,低噪声放大器输出端口的电压驻波比应小于等于2.0。
4.2.4噪声系数
在工作频段范围内,噪声系数应小于等于2.0。
4.2.5带外抑制
在工作频点±100MHz处,带外抑制指标应大于等于30dB。
4.2.6输出1dB压缩点(P1dB)
在工作频段范围内,低噪声放大器的输出端P1dB应大于等于0dBm(在增益28dB条件下)。具体要
求见产品规范。
4.3环境适应性
4.3.1高温工作
5
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在+85℃高温环境下,天线能正常工作,性能指标满足要求。
4.3.2高温贮存
在+85℃高温环境下贮存一定时间后,天线能正常工作,性能指标满足要求。
4.3.3低温工作
在-40℃低温环境下,天线能正常工作,性能指标满足要求。
4.3.4低温贮存
在-40℃低温环境下贮存一定时间后,天线能正常工作,性能指标满足要求。
4.3.5湿热
在温度为35℃、相对湿度为85%的环境下,天线能正常工作,性能指标满足要求。
4.3.6振动
在表1规定的振动条件时,应能正常工作,保持结构完好。
表1振动条件表
频率范围(Hz)振幅(mm)加速度(m/s2)交越频率(Hz)
10~1503.51010
4.3.7冲击
天线处于非工作状态,经过冲击试验后,冲击加速度a为300m/s2,冲击脉冲持续时间为18ms,冲
击1000次。试验后产品外观结构无损伤,并能正常工作。
4.3.8盐雾
天线处于非工作状态,盐溶液的浓度为5±1%,温度范围为35±2℃,PH值范围为6.5-7.2,试验时间
为24h。
试验后产品表面无腐蚀现象,并能正常工作。
4.4静电放电抗扰度
4.4.1接触放电抗扰度
天线在工作状态下,对天线进行4KV/10次接触放电试验;如有其他特殊应用要求,则参照产品规
范要求。
通过试验后,天线的外观结构无损伤,产品能保持正常工作。
4.4.2空气放电抗扰度
天线在工作状态下,对天线进行4KV/10次空气放电放电试验;如有其他特殊应用要求,则参照产
品规范要求。
通过试验后,天线的外观结构无损伤,产品能保持正常工作。
4.5防护要求
6
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4.5.1防水
产品应具有防水能力,室内防护等级至少应满足GB4208-2017中IPX5的要求,室外防护等级至少
应满足GB4208-2017中IPX7的要求,无外壳产品不需要此要求。
4.6通用要求
4.6.1外观
表面光洁、平整,无凹痕、无划伤、无裂缝、无变形。金属零件表面应有防锈、防腐蚀涂层,金属
零件无锈蚀。
4.6.2结构尺寸
产品结构尺寸由产品规范进行规定。
4.6.3接口
天线的输出接口通常采用SMA、TNC、FAKRA等。具体要求由产品规范进行规定。
5测试方法
5.1测试说明
5.1.1气候环境要求
除另有规定外,所有测试应在如下测试用标准大气条件下进行:
a)温度:15℃~35℃;
b)相对湿度:25%~75%;
c)大气气压:86kPa~106kPa。
5.1.2电磁环境条件
电气性能指标测试应在自由空间环境或无回波微波暗室中进行,暗室屏蔽性能应优于90dB。在测
试系统工作频段内,静区反射电平优于-40dB,静区尺寸应大于天线最大外形尺寸。测试时应尽量减小
地面及周围环境的影响。测试场允许的电磁干扰场强以不影响测试结果为准,一般应比测试的最小信号
电平小20dB。测试时应避开有干扰的频率,或在测试数据中剔除有干扰频率点的数据。
5.1.3暗室测试方法
天线的增益、极化特性与轴比、前后比、不圆度、3dB波束宽度等性能参数,通常有暗室远场测试
方法和暗室近场测试方法,推荐优先采用远场测试方法。
a)暗室远场测试方法
被测天线应安装于场强基本均匀的区域内,场强应预先用一个半波偶极天线在被测天线的有效天线
体积内进行检测,电场变化不超过1.5dB。标准增益天线在两个正交极化面上测得的场强差值应小于1dB。
标准增益发射天线和被测天线之间的测量距离符合天线远场工作条件,即:
当:
...........................................................................................(1)
当:
...........................................................................................(2)
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GB/TXXXXX—XXXX
式中:
L为发射天线到接收天线的距离,单位为米(m);
D为被测天线孔径的最大线尺寸,单位为米(m);
d为标准增益发射天线的最大线尺寸,单位为米(m);
为天线测试频率波长,单位为米(m)。
b)暗室近场测试方法
暗室近场测试方法,是用测试探头测量待测天线近场球面上的幅度、相位信息,然后通过严格的数
学计算,获得天线远场特性的方法。近场数据经过软件处理可得到天线的远场性能参数,包括增益、极
化特性与轴比、前后比、不圆度、3dB波束宽度等性能参数。
根据测试探头数量的多少,近场测试方法分为单探头近场测试方法和多探头球面近场测试方法。
5.1.4坐标系定义
方向图测试中一般使用的坐标系如图1所示。被测位于坐标系原点位置,表示天线方位角,表示天
线俯仰角,Z轴正方向为天线法向方向。
图1天线测试坐标系示意图
5.2测试设备
所有测试用仪器、设备应有足够的测量范围、分辨力、准确度和稳定度,其性能应满足被测性能指
标的要求;测试所用仪器设备应经过符合国家计量合格单位检定或校准,符合性能指标要求,并在检定
或校准有效期内。其精度应至少高于被测指标精度的三分之一。
5.3测试项目
产品测试项目如表2所示。
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表2测试项目
测试类别测试项目无源天线有源天线技术要求试验方法
电压驻波比○○4.1.25.4.1
极化特性与法向
○○4.1.35.4.2
轴比
增益○○4.1.45.4.3
天线无源
前后比○○4.1.55.5.4
辐射性能
不圆度○○4.1.65.4.5
半功率波束宽度○○4.1.75.4.6
隔离度(多端口天
○○4.1.85.4.7
线)
供电特性—○4.2.15.5.1
放大器增益—○4.2.25.5.2
天线有源输出驻波比—○4.2.35.5.3
电路性能噪声系数—○4.2.45.5.4
带外抑制—○4.2.55.5.5
输出1dB压缩点—○4.2.65.5.6
高温工作○○4.3.15.6.1
高温贮存○○4.3.25.6.2
低温工作○○4.3.35.6.3
低温贮存○○4.3.45.6.4
环境适应性
湿热○○4.3.55.6.5
振动○○4.3.65.6.6
冲击○○4.3.75.6.7
盐雾○○4.3.85.6.8
接触放电抗扰度—○4.4.15.7.1
静电放电抗扰度
空气放电抗扰度—○4.4.25.7.2
防护要求防水○○4.5.15.8.1
外观○○4.6.15.9.1
通用要求结构尺寸○○4.6.25.9.2
接口○○4.6.35.9.3
注1:○表示必做项;―表示不做项。
注2:天线辐射参数测试场地应为微波暗室。其他测试类别为普通实验室环境。
5.4天线无源辐射性能
天线无源辐射性能需在符合天线实际使用的模拟环境下进行测试。
根据所使用暗室的不同,天线无源辐射性能有多种测试方法,如远场测试法、近场测试法等;制造
商和测试单位根据实际使用情况选用不同暗室测试方法,本标准中推荐远场测试法。
5.4.1电压驻波比
电压驻波比表征端口阻抗失配程度,体现端口反射信号的强度。
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5.4.1.1测试设备
测试设备包括:
a)矢量网络分析仪;
b)校准器;
c)射频电缆;
d)测试架;
e)微波暗室。
5.4.1.2测试方法和步骤
测试方法:矢量网络分析仪测量法。
测试步骤包括:
a)如图2所示,打开矢量网络分析仪,设置单端口驻波比(VSWR)测试模式,预热30分钟;
b)根据被测天线的频率,设置矢量网络分析仪的测试中心频率、带宽,连接射频电缆;
c)射频电缆输出端口用三态校准法(开路、短路、负载)进行矢量网络分析仪的校准,存储校
准状态;
d)将被测天线放置在微波暗室的测试架上,与射频电缆可靠连接;
e)在对应的工作频段范围内对天线进行驻波比测试,在矢量网络分析仪上读取频段内驻波比数
值,记录测试频点对应驻波比数值。
f)观察对应频点的驻波比是否满足4.1.2的要求。
图2驻波比测试框图
5.4.2极化特性与轴比
极化特性用来描述辐射电磁波的电场矢量的方向和相对幅度的时变特性。对于圆极化天线,识别出
左右旋特性和测出轴比值。
5.4.2.1测试设备
测试设备包括:
a)矢量网络分析仪
b)微波暗室
c)标准增益天线
d)发射天线
e)射频稳相电缆
f)天线测试转台
5.4.2.2测试步骤
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测试步骤如下:
a)按图3所示,打开矢量网络分析仪,设置双端口传输测试模式,预热30分钟;
b)将标准增益天线对准发射天线并固定,标准增益天线和发射天线分别连接到矢量网络分析仪两
个端口;标准增益天线和发射天线应在同一轴线上,并保证标准增益天线和发射天线之间的距
离满足远场条件,设置矢量网络分析仪测试中心频率及带宽参数,观察矢量网络分析仪双端口
S21并记录;
c)用被测天线替换标准增益天线,并连接至矢量网络分析仪端口;
d)被测天线绕水平轴旋转360°,记录接收信号电平最大值Pmax与最小值Pmin(单位dBm),两
者之差即为天线法向的轴比。观察测试结果是否满足4.1.3的要求。
图3远场测试系统框图
5.4.3增益
增益是表征在相同输入功率条件下,天线在辐射电磁波的功率密度与各向同性圆极化天线在法向的
辐射功率密度之比。
5.4.3.1测试设备
测试设备同5.4.2.1。
5.4.3.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按图3所示,打开矢量网络分析仪,设置双端口传输测试模式,预热30分钟;
b)将标准增益天线对准发射天线并固定,标准增益天线和发射天线分别连接到矢量网络分析仪两
个端口;标准增益天线和发射天线应在同一轴线上,并保证标准增益天线和发射天线之间的距
离满足远场条件,设置矢量网络分析仪测试中心频率、功率及带宽参数,观察矢量网络分析仪
双端口S21,测得标准增益天线电平值P0并记录;
c)用被测天线替换标准增益天线,并连接至矢量网络分析仪端口;
d)在被测天线法向对准发射天线情况下,被测天线绕水平轴旋转360°(对应极化角变化),间
隔1°取值;在每个极化角,记录接收信号电平Pi(单位dBm),并计算得到算术平均值P;
e)根据标准增益天线电平值P0,标准增益天线标称增益G0,按照公式:
...........................................................................................(3)
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f)计算得天线极化增益;观察测试结果是否满足4.1.4的要求。
5.4.4前后比
天线法向极化增益与背向±30°内的极化增益最大值之差。
5.4.4.1测试设备
测试设备同5.4.2.1。
5.4.4.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按图3所示,标准增益天线瞄准发射天线固定,发射天线和标准增益天线分别连接到矢量网络
分析仪两个端口;标准增益天线和发射天线应在同一轴线上,并保证标准增益天线和发射天线
之间的距离满足远场条件,设置好测试频点等参数,对暗室进行校准;
b)用被测天线替换标准增益天线,并连接至矢量网络分析仪端口;
c)在被测天线法向对准发射天线情况下,待测天线绕水平轴旋转360°(对应极化角变化),测得
天线法向极化增益;
d)然后绕垂直轴(对应方位角变化)旋转360°,间隔1°取值;在每个方位,待测天线绕自身法向
旋转360°,测得天线各角度的极化增益;
e)计算出背向±30°内的极化增益最大值;
f)计算出前后极化增益比,即天线法向极化增益与背向±30°内的极化增益最大值之差。观察结果
是否满足4.1.5的要求。
5.4.5不圆度
表征天线在不同仰角,极化角0°~360°范围内天线极化增益的起伏。根据导航系统中接收机及星座
要求选取仰角20°(方位角70°)作为评估指标。
5.4.5.1测试设备
测试设备同5.4.2.1。
5.4.5.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按图3所示,标准增益天线瞄准发射天线并固定,发射天线和标准增益天线分别连接到矢量
网络分析仪两个端口;标准增益天线和发射天线应在同一轴线上,并保证标准增益天线和发
射天线之间的距离满足远场条件,设置好测试频点等参数,对暗室进行校准;
b)用被测天线替换标准增益天线,并连接至矢量网络分析仪端口;
c)在被测天线法向对准发射天线情况下,待测天线绕水平轴旋转360°(对应极化角变化),测
得天线法向极化增益;
d)然后绕垂直轴(对应方位角变化)旋转360°,间隔1°取值;在每个方位,待测天线绕自身
法向旋转360°,测得天线各角度的极化增益;
e)计算出仰角20°(对应方位角70°)时,极化角0°~360°内极化增益最大值与最小值的二
分之一,即为20°仰角极化增益不圆度。观察结果是否满足4.1.6的要求。
5.4.6半功率波束宽度
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半功率波束宽度(3dB波束宽度),在功率方向图的主瓣范围内,功率下降到主瓣最大值的一半(分
贝表示就是功率下降3dB)的两个方向之间的夹角。
5.4.6.1测试设备
测试设备同5.4.2.1。
5.4.6.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按图3所示,标准增益天线瞄准发射天线并固定,发射天线和标准增益天线分别连接到矢量网
络分析仪两个端口;标准增益天线和发射天线应在同一轴线上,并保证标准增益天线和发射天
线之间的距离满足远场条件,设置好测试频点等参数,对暗室进行校准;
b)用被测天线替换标准增益天线,并连接至矢量网络分析仪端口;
c)在被测天线法向对准发射天线情况下,待测天线绕水平轴旋转360°(对应极化角变化),测
得天线法向极化增益;
d)然后绕垂直轴(对应方位角变化)旋转360°,间隔1°取值;在每个方位,待测天线绕自身法
向旋转360°,测得天线各角度的极化增益;
e)主瓣范围内,找到功率下降到主瓣最大增益值一半(下降3dB)对应的方位角;
f)计算两个方位角之间的夹角,观察结果是否满足4.1.7的要求。
5.4.7隔离度
5.4.7.1测试设备
测试设备同5.4.1.1。
5.4.7.2测试步骤
测试步骤如下:
a)将网络分析仪设置为传输模式,按照被测多端口天线的工作频率范围设置好网络分析仪的频率
参数。
b)用三态法对网络分析仪进行校准;
c)按图2,将被测天线安装在微波暗室的测试架上,将矢量网络分析仪两个端口分别与被测天线的
发射端口和接收端口相连,被测天线的其他端口均接50欧姆标准负载;
d)测试并记录测试结果,观察结果是否满足4.1.8的要求。
5.5天线电路性能
天线电路性能测试,包括供电特性、放大器增益、输出驻波比、噪声系数、带外抑制、输出1dB
压缩点等参数,测试环境应在5.1.1环境下进行。
天线电路性能主要测试有源天线放大电路的各项指标。
5.5.1供电特性
5.5.1.1测试设备
测试设备包括:
a)直流稳压电源;
b)同轴馈电器;
13
GB/TXXXXX—XXXX
c)矢量网络分析仪;
d)直流电流表。
5.5.1.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按照图4所示,将直流稳压电源、直流电压电流表、同轴馈电器和矢量网络分析仪连接;
b)设置好矢量网络分析仪测试频点、带宽、输出功率等参数,并进行校准;根据产品规范,设置
直流稳压电源参数;连接好待测放大器(LNA)。
c)通过矢量网络分析仪观察,确认待测LNA增益是否符合产品规范;
d)记录待测天线LNA正常工作时的电压值和电流值,观察结果是否满足4.2.1要求。
图4供电特性测试框图
5.5.2放大器增益
表征放大器(LNA)在线性工作条件下,信号强度的放大量;即输出信号功率与输入信号功率的
比值。
5.5.2.1测试设备
测试设备包括:
a)矢量网络分析仪;
b)直流稳压电源;
c)同轴馈电器。
5.5.2.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按图5所示,将直流稳压电源、馈电器和矢量网络分析仪相连;
b)设置好矢量网络分析仪测试频点、带宽、输出功率等参数,并进行校准;设置好直流稳压电源
参数;连接待测放大器(LNA);
c)测量并记录带宽内各个测试频点LNA的增益值;观察测试结果是否满足4.2.2要求。
图5放大器增益测试框图
5.5.3驻波比
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GB/TXXXXX—XXXX
放大器(LNA)驻波比表征放大器阻抗失配程度,体现端口反射信号的强度。
5.5.3.1测试设备
测试设备同5.5.2.1。
5.5.3.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按图5所示,将直流稳压电源、馈电器和矢量网络分析仪相连;
b)设置好矢量网络分析仪测试频点、带宽、输出功率等参数,并进行校准;设置好直流稳压电源
参数;连接待测放大器(LNA)。
c)测量并记录带宽内各个测试频点LNA的输出电压驻波比;观察结果是否满足4.2.3要求。
5.5.4噪声系数
噪声系数表征放大器(LNA)对系统的噪声贡献。其定义为在标准噪声信号源激励下,输入信噪
比与输出信噪比之比。
5.5.4.1测试设备
测试设备包括:
a)噪声系数分析仪;
b)直流稳压电源;
c)噪声源;
d)同轴馈电器。
5.5.4.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按图6所示,将直流稳压电源、馈电器、噪声源和噪声系数分析仪相连;
b)设置好噪声系数分析仪测试频点、带宽等参数,并进行校准;连接待测放大器(LNA)。
c)在噪声系数分析仪中显示待测频点的噪声系数,观察结果是否满足4.2.4要求。
图6噪声系数测试框图
5.5.5带外抑制
5.5.5.1测试设备
测试设备同5.5.2.1。
5.5.5.2测试步骤
测试步骤如下:
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GB/TXXXXX—XXXX
a)按图5所示,将直流稳压电源、馈电器和矢量网络分析仪相连;
b)设置好矢量网络分析仪测试频点、带宽、输出功率等参数,并进行校准;直流稳压电源参数设
置好;连接待测放大器(LNA)
c)测量并记录工作频段的最高增益值G1,工作频点上限+100MHz处的增益G2,工作频点下限
-100MHz处的增益G3;
d)取G2和G3的较大值,G1与之差值,得到带外抑制值;观察结果是否满足4.2.5要求。
5.5.6输出1dB压缩点
低噪放在非线性区工作时,随着输入功率的增大,输出功率的增加值相比于线性增益低1dB时的输
出功率值。
5.5.6.1测试设备
测试设备同5.5.2.1。
5.5.6.2测试步骤
测试步骤如下:
a)按图5所示,将直流稳压电源、馈电器和矢量网络分析仪相连;
b)矢量网络分析仪设置为传输模式,设置好测试频点、带宽等参数,将矢量网络分析仪功率扫描
下限设置为-50dBm,功率扫描上限为10dBm,对矢量网络分析仪进行校准;直流稳压电源参
数设置好;连接待测放大器(LNA);
c)在矢量网络分析仪测试结果中观察;在输入功率较低段,矢量网络分析仪显示为一条直线,表
示在此范围内增益没有出现压缩,随着功率增大,直至曲线末端出现下弯,记录下降1dB时
的输出功率值;观察结果是否满足4.2.6要求。
5.6环境适应性
5.6.1高温工作
按GB/T2423.2-2008规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于高温试验箱中;试验温度:+85℃;
b)被测天线通电工作;
c)试验箱温度稳定后,持续试验时间:2h。
试验结束后,将被测天线从高温试验箱中取出,立即进行性能测试,观察结果是否满足4.3.1要求。
5.6.2高温贮存
按GB/T2423.2-2008规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于高温试验箱中;试验温度:+85℃;
b)被测天线不通电;
c)试验箱温度稳定后,持续试验时间:16h。
试验结束后,将被测天线从高温试验箱中取出,恢复到常温后进行性能测试,观察结果是否满足
4.3.2要求。
5.6.3低温工作
按GB/T2423.1-2008规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于低温试验箱中;试验温度:-40℃;
16
GB/TXXXXX—XXXX
b)被测天线通电工作;
c)试验箱温度稳定后,持续试验时间:2h。
d)试验结束后,将被测天线从低温试验箱中取出,立即进行性能测试,观察结果是否满足4.3.3
要求。
5.6.4低温贮存
按GB/T2423.1-2008规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于低温试验箱中;试验温度:-40℃;
b)被测天线不通电;
c)试验箱温度稳定后,持续试验时间:16h。
试验结束后,将被测天线从低温试验箱中取出,恢复到常温后进行性能测试,观察结果是否满足
4.3.4要求。
5.6.5恒定湿热
按GB/T2423.3-2016规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于稳定湿热试验箱中;
b)被测天线通电工作;
c)试验温度:30±2℃相对湿度:(85±3)%;
d)持续试验时间:12h。
试验结束后,将被测天线从湿热试验箱中取出,恢复到常温后进行性能测试,是否满足4.3.5要求。
5.6.6振动
按GB/T2423.10-2019附录C表C.1安装在轮船、火车及陆用车辆设备规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于振动试验台上;
b)被测天线不通电;
c)振动台振动频率:10Hz~150Hz;
d)振动台振动振幅:3.5mm;
e)振动台振动加速度:10m/s2;
f)交越频率:10Hz;
g)三个互相垂直轴上各扫频循环次数:20。
试验结束后进行性能测试,观察被测天线是否满足4.3.6要求。
5.6.7冲击
按GB/T2423.5-2019规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于机械冲击试验台上;
b)被测天线不通电;
c)峰值加速度:300m/s2;
d)冲击脉冲持续时间:18ms;
e)冲击次数:1000次。
试验结束后进行性能测试,观察被测天线是否满足4.3.7要求。
5.6.8盐雾
按GB/T2423.17-2008规定的方法,具体要求如下:
17
GB/TXXXXX—XXXX
a)将被测天线放置于盐雾试验设备中;
b)被测天线不通电;
c)试验箱温度:(35±2)℃;
d)盐溶液浓度:(5±1)%;
e)盐溶液的PH值:6.5~7.2;
f)试验持续时间;24h。
试验结束后,用自来水和蒸馏水冲洗干净后进行干燥处理,然后检查被测天线外观是否有严重腐蚀
现象,观察是否满足4.3.8要求。
5.7静电放电抗扰度
5.7.1接触放电抗扰度
按GB/T17626.2-2018规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于静电放电抗扰度试验台上;
b)被测天线通电工作;
c)将电极头接触天线连接器金属外壳,进行放电;放电电压为4kV;
d)放电次数:10次。
试验结束后,进行性能测试,评估被测天线是否满足4.4.1要求。
5.7.2空气放电抗扰度
按GB/T17626.2-20188.3.3规定的方法,具体要求如下:
a)将被测天线放置于静电放电抗扰度试验台上;
b)被测天线通电工作;
c)用8.3.3规定方法对耦合版进行放电;放电电压为4kV;
d)放电次数为水平耦合板和垂直耦合板各10次。
试验结束后,进行性能测试,评估被测天线是否满足4.4.2要求。
5.8防护
5.8.1防水
按GB/T4208-2017规定的方法:
a)将被测天线放置于防水试验设备中;
b)被测天线不通电;
c)喷嘴直径为6.3mm,距离被测天线2.5米;
d)水流量为12.5±0.625L/min;
e)持续时间为3min。
试验结束后检查外壳进水情况,进行性能测试,观察被测天线是否满足4.5.1要求。
5.9通用要求
5.9.1外观质量
在环境照度优于300lx条件下,目距300mm~500mm,用目视法检查被测天线外观是否满足4.6.1的
要求。
5.9.2结构尺寸
18
GB/TXXXXX—XXXX
根据产品规范和厂家图纸,用相应精度的量具测量结构尺寸,用相应精度的衡器测量重量,用相关
检测工具进行机械性能、结构强度和材料检查,是否满足4.6.2的要求。
5.9.3接口
根据产品规范和厂家图纸,用目测法检查天线的接口类型,是否满足4.6.3的要求。
19
GB/TXXXXX—XXXX
AA
附录A
(资料性附录)
GNSS信号工作频率表
表A.1GNSS系统对应工作频率
信号工作频率
BDSB1I信号1561.098MHz±2.046MHz
BDSB1C信号1575.42MHz±16.368MHz
BDSB2a信号1176.45MHz±10.23MHz
BDSB2b信号1207.14MHz±10.23MHz
BDSB3I信号1268.52MHz±10.23MHz
GPSL1信号1575.42MHz±1.023MHz
GPSL2信号1227.60MHz±10.23MHz
GPSL5信号1176.45MHz±10.23MHz
GalileoE1信号1575.42MHz±2.046MHz
GalileoE5a信号1176.45MHz±2.046MHz
GalileoE5b信号1207.14MHz±2.046MHz
GalileoE6信号(1260-1300)MHz
GLONASSL1信号1602+0.5625K(MHz),其中:K=-7~6,为每颗卫星的频率编号
GLONASSL2信号1246+0.4375K(MHz),其中:K=-7~6,为每颗卫星的频率编号
GLONASSL3信号L3:(1190-1212)MHz
BDⅠS2491.75MHz±4.08MHz
BDⅠL1615.68MHz±4.08MHz
注:可以是上述任一频点的单频天线,也可以是兼容上述两个及两个以上频点的多频天线。
B
_________________________________
20
GB/TXXXXX—XXXX
目 次
前言.....................................................................................................................................................................II
1范围.................................................................................................................................................................1
2规范性引用文件.............................................................................................................................................1
3术语、定义和缩略语.....................................................................................................................................1
3.1术语和定义.............................................................................................................................................1
3.2缩略语.....................................................................................................................................................4
4要求.................................................................................................................................................................4
4.1天线辐射性能.........................................................................................................................................4
4.2低噪放性能.............................................................................................................................................5
4.3环境适应性.........................................
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