JJF(京) 82-2022 高精度GNSS测量型天线校准规范

北京市地方计量技术规范JJF（京）82-20222022-04-08发布2022-05-08实施北京市市场监督管理局发布高精度GNSS测量型天线校准规范（多探头球面近场测量方法）CalibrationspecificationofHighPrecisionGNSSGeodeticAntenna（Methodofsphericalnear-fieldmulti-probeantennameasurement）高精度GNSS测量型天线校准规范（多探头球面近场测量方法）归口单位：北京市市场监督管理局起草单位：北京市计量检测科学研究院本规范委托北京市计量检测科学研究院负责解释JJF（京）82-2022CalibrationspecificationofHighprecisionGNSSGeodeticAntenna（Methodofsphericalnear-fieldmulti-probeantennameasurement）本规程主要起草人:许原(北京市计量检测科学研究院)吴锦铁(北京市计量检测科学研究院)梁炜(北京市计量检测科学研究院)高伟(北京市计量检测科学研究院)目录1范围..........................................................................................................................12术语和计量单位......................................................................................................12.2极化前后比.............................................................................................................12.3天线增益.................................................................................................................12.4不圆度.....................................................................................................................13概述..........................................................................................................................14计量特性.....................................................................................................................15校准条件.....................................................................................................................25.1环境条件................................................................................................................25.2测量标准及其他设备.............................................................................................26校准项目和校准方法................................................................................................36.1校准项目.................................................................................................................36.2校准方法.................................................................................................................36.2.1外观.....................................................................................................................36.2.2电压驻波比…………………………………………………………………36.2.3视轴群时延…………………………………………………………………36.2.4天线轴比…………………………………………………………………36.2.5天线增益…………………………………………………………………46.2.6极化增益前后比……………………………………………………………56.2.720°仰角极化增益不圆度…………………………………………………56.2.8滚降系数……………………………………………………………………66.2.9带外抑制………………………………………………………………………66.2.10带内平坦度…………………………………………………………………76.2.111dB压缩点输出功率……………………………………………………77校准结果表达..........................................................................................................78复校时间间隔..........................................................................................................8附录A校准原始记录格式...........................................................................................9附录B校准证书内页格式.......................................................................................122附录C不确定度评定示例........................................................................................155附录D系统设置........................................................................................................188引言本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制。本规范是首次制定的地方计量技术规范。1高精度GNSS测量型天线校准规范（多探头球面近场测量方法）1范围本规范适用于支持全球卫星导航系统（包括北斗三号全球卫星导航系统）的高精度GNSS测量型天线的设计、生产、使用和校准。2术语和计量单位2.1滚降系数roll-offfactor法向极化增益与水平方向极化增益之差。2.2极化前后比front-to-rearratio天线法向极化增益与背向±30°内的极化增益最大值之差。2.3天线增益antennagain天线在给定方向的辐射强度与馈入天线的净功率被各个方向均匀辐射时所得的辐射强度之比，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。2.4不圆度patternroundness在水平面方向图中，其增益最大值或最小值与平均值的偏差。3概述测量型天线是高精度卫星导航接收机的重要组成部分，其性能优劣直接关系到卫星导航接收机测量精度的高低。GNSS天线普遍为有源天线，包括无源天线和低噪声放大器。4计量特性4.1轴比法向轴比≤2dB仰角20°方向轴比≤4dB4.2天线方向图与增益法向增益≥4.5dBi仰角20°方向增益≥-5dBi4.3极化增益前后比≥20dB24.420°仰角不圆度≤1.5dB4.5滚降系数≥9dB4.6带外抑制≥30dB（接收信号边频±100MHz处）4.7带内平坦度≤1.5dB4.81dB压缩点输出功率≥0dBm4.9视轴群时延≤25ns4.10电压驻波比≤2.0注：以上指标均指在天线的接收频点范围内，且不适用于合格性判别，仅供参考。5校准条件5.1环境条件供电电源：电压(220±22)V，频率(50±1)Hz；环境温度：（20±5）℃；相对湿度：≤80%；周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。5.2测量标准及其他设备5.2.1矢量网络分析仪a)频率：9kHz～40GHz；b)信号源输出功率：-55dBm～10dBm；c)动态范围：140dB。5.2.2OTA暗室a)屏蔽效能：＞90dB（400MHz～6GHz）；b)暗室静区反射率：优于-45dB（400MHz～6GHz）；5.2.3多探头球面近场测量系统3a)球面校准系统机械传动精度：优于0.1°b)探头一致性：2dBc)路径损耗：0.3dB5.2.4直流稳压电源a)直流电压：（0～30）Vb)直流电流：（0～3）A6校准项目和校准方法6.1校准项目校准项目见表1。表1校准项目表序号校准项目名称1外观2电压驻波比3视轴群时延4天线轴比5天线增益6极化增益前后比720°仰角极化增益不圆度8滚降系数9带外抑制10带内平坦度111dB压缩点输出功率6.2校准方法6.2.1外观对天线标志和代号进行目测检查，天线标签、代号应完好，指北定向标志清晰；对天线的外观质量进行目测检查，不应有凹痕、划伤、裂缝、变形等缺陷，金属零件不应有锈蚀。6.2.2电压驻波比仪器连接如图1所示，校准步骤如下：1）矢量网络分析仪开机充分预热后，根据GNSS天线工作频率，设置矢量网络分析仪起始频率为1GHz，终止频率为2GHz，使用校准件自校准；2）自校准完成后，读取导航频点信号频率值处的电压驻波比。4被校天线馈电器矢量网络分析仪直流稳压电源图1电压驻波比校准图6.2.3视轴群时延仪器连接如图1所示，校准步骤如下：1）矢量网络分析仪开机充分预热后，根据GNSS天线工作频率，设置矢量网络分析仪起始频率为1GHz，终止频率为2GHz，使用校准件自校准；2）自校准完成后，读取导航频点信号频率值处的群时延。6.2.4天线轴比仪器连接如图2所示，校准步骤如下：图2校准系统示意图1）将待测天线架设到校准工装上，通过调整天线使得天线相位中心与探头阵圆环中心相重合；2）连接校准电缆，参照附录D进行设置，在校准过程中，系统配套软件自动完成待测天线幅度和相位数据的采集、存储和计算；3）用数据导出软件从天线的轴比三维辐射数据中导出各个频点的包含指定方向的轴比方向图，在导出的轴比方向图中读取需要的轴比数据。6.2.5天线增益5仪器连接如图2所示，校准