MHT 4039-2013 空中交通管制L波段一次监视雷达测试方法

ICS33.200M53MH中华人民共和国民用航空行业标准MH/T4039—2013空中交通管制L波段一次监视雷达测试方法LbandprimarysurveillanceradarforATC－Testmethods2013-05-10发布2013-08-01实施中国民用航空局发布MH/T4039—2013I前言本标准按照GB/T1.1－2009给出的规则起草。本标准由中国民用航空局空管行业管理办公室提出。本标准由中国民用航空局航空器适航审定司批准立项。本标准由中国民航科学技术研究院归口。本标准起草单位：中国民用航空局空中交通管理局技术中心、南京恩瑞特实业有限公司。本标准主要起草人：田振才、郭静、李冰、任森、李航宇、冯兵、陶晶。MHMH/T4039—20131空中交通管制L波段一次监视雷达测试方法1范围本标准规定了民用航空空中交通管制L波段一次监视雷达设备主要指标的测试方法。本标准适用于民用航空空中交通管制L波段一次监视雷达设备的测试。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/T5080.7－1986设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案GB6364航空无线电导航台站电磁环境要求MH/T4003无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范MH/T4032民用航空飞行校验技术要求雷达MH/T4038空中交通管制L波段一次监视雷达技术要求3术语、定义和缩略语3.1术语和定义MH/T4038中确立的术语和定义适用于本文件。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。GNSS全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem)PPI平面位置显示器(planepositionindicator)STC灵敏度时间控制(sensitivity-timecontrol)4一般要求4.1被测雷达被测雷达在各项指标测试前，应处于雷达产品手册规定的状态，设备应完好，工作稳定。4.2测试环境4.2.1测试现场风力应不大于3级，天气晴好。4.2.2测试场地周围的电磁环境应符合GB6364的要求。4.2.3测试场地周围的障碍物环境应符合MH/T4003的要求。MH/T4039—201324.3测试设备和仪器4.3.1测试设备和仪器测试能力应涵盖待测雷达的指标。4.3.2自制测试设备应经过行业主管部门批准方可使用。4.3.3测试设备和仪器应达到规定精度。4.3.4测试设备和仪器应在检定或校准有效期内。4.4测试记录4.4.1测试过程中，应按测试程序记录与测试结果有关的原始资料和数据，以便进行数据处理。4.4.2测试记录应包括以下内容：——测试的依据、时间、地点、项目、实施过程及参试人员；——被测雷达的名称、代号及所有仪表的型号、鉴定日期；——原始数据记录、数据处理方法及结果。5性能测试5.1设备组成检查依据雷达产品手册中的设备组成表逐项清点并记录。5.2外观质量检查采用目测法和手感法检查雷达整机的外观质量。5.3标识检查依据雷达产品手册规定，检查雷达的产品部件号、序列号等标识，并记录。5.4雷达发射频率测试5.4.1测试仪器采用频谱仪。5.4.2测试方法将功率放大前的雷达激励信号(毫瓦量级)直接接到频谱仪，选择工作频率点，在频谱仪上检查激励信号的频谱特征，判断雷达是否工作在规定的频率点。5.5空域覆盖测试测试方法见MH/T4032的相关规定。5.6探测精度5.6.1测试准备5.6.1.1雷达的探测精度试验可与覆盖范围试验同时进行。5.6.1.2目标机上若搭载高精度的GNSS设备，试验时以目标机上搭载的高精度GNSS设备记录的数据作为试验基准数据。5.6.1.3在有二次雷达等高精度测量设备时，也可以高精度测量设备记录的数据作为基准数据。MHMH/T4039—201335.6.1.4受检雷达应能接收GNSS的授时，并作相应的记录。在试验开始前应将受检雷达记录的时间和基准设备中记录的GNSS时间进行校准对时，并记录时间差值。5.6.2测试方法5.6.2.1数据采集5.6.2.1.1受检雷达的录取内容、录取速率与雷达覆盖范围试验的录取方式相同。数据采集和雷达覆盖范围试验的录取可同时进行。5.6.2.1.2受检雷达应记录检测到目标机的批号、方位、距离和时标。5.6.2.2数据处理5.6.2.2.1应将基准设备测量的数据转换成以受检雷达为坐标原点的数据。5.6.2.2.2以受检雷达测量目标机航迹坐标数据的时间先后为序，将基准设备测量数据的时间与受检雷达测量数据时间对准后，计算出本次测量的差值。5.6.2.2.3记录的数据样本中因外部客观原因产生的异常数据可剔除。剔除异常数据后的差值数据作均方根误差分析处理，试验结果应符合雷达产品手册的要求。5.7分辨力5.7.1可通过对脉压后信号主瓣宽度和天线波束宽度的测试得到雷达的分辨力。5.7.2雷达的距离分辨力按下式计算：/2dc式中:△d――雷达的分辨力，单位为米（m）；c――光速，其值为300m/µs；τ――脉压后的信号主瓣宽度，单位为微秒(µs)。5.7.3方位分辨力等于天线方位波束宽度(单位为度)。5.7.4脉压测试见第9章，天线方位波束宽度测试见第6章。5.7.5试验结果应符合雷达产品手册的要求。5.8气象探测能力5.8.1测试仪器采用信号源。5.8.2测试方法5.8.2.1将信号源输出的信号从接收机输入端接入。5.8.2.2控制信号源工作于雷达工作频率，输出模拟气象信号。5.8.2.3记录PPI显示画面上6种不同的气象等级对应的信号源实际输出功率，测试结果应符合雷达产品手册的要求。5.9杂波中目标可见度5.9.1测试仪器采用示波器、可变衰减器、信号发生器。MH/T4039—201345.9.2测试方法5.9.2.1雷达加电并工作正常。用人工方式转动天线指向选择的参考地物位置，在接收机处接示波器，观察地物回波的距离位置和幅度。选择的地物回波距离位置应在非STC区，幅度应低于饱和电平1dB以上。当选择好地物后，天线应固定在该地物方位上不动。5.9.2.2雷达模拟产生一个的固定动目标信号，调整该模拟目标的距离与地物在同一距离上，调整衰减器使固定动目标信号幅度同地物回波幅度大小基本相等，并记录此时的模拟目标幅度（A1）。在雷达显示器的PPI画面上应显示有固定位置的模拟目标视频信号。5.9.2.3用衰减器衰减该模拟目标的信号幅度，观察雷达显示器上显示的模拟动目标的视频信号，在视频信号衰减到还能显示点迹视频的最小值时，并记录此时的模拟目标幅度（A2）。5.9.2.4杂波中目标可见度等于A1与A2的差值，测量值应符合雷达产品手册的规定。5.10通道切换5.10.1人工切换测试方法在A通道工作、B通道开机的情况下，在监控维护席位处人工选择通道切换功能，监视画面上给出通道切换成功的提示，同时通道转换开关完成切换。观察显示画面，若目标航迹连续，表明人工切换成功。在B通道工作的情况下，按上述操作人工切换至A通道。5.10.2自动切换测试方法在A通道工作、B通道开机的情况下，关闭A通道的处理单元模拟故障，雷达应能自动切换至B通道，通道转换开关完成切换。观察显示画面，若目标航迹连续，表明自动切换成功。在B通道工作的情况下，按上述操作自动切换至A通道。5.11功耗5.11.1测试仪器采用钳形电流表。5.11.2测试方法全机满负荷工作，用钳形电流表测出总的三相交流输入的电流，计算总耗电量。5.12数据输出5.12.1测试仪器采用协议分析仪。5.12.2测试方法将协议分析仪接在雷达目标数据输出接口，将接收到的数据与雷达产品手册规定的格式进行比对。5.13可靠性测试方法见GB/T5080.7－1986的第5章。MHMH/T4039—201356天线馈线分系统测试6.1天线性能6.1.1测试仪器雷达天线测试一般采用远场波瓣测量方法，所用仪器包括频谱仪、信号源、标准发射天线、计算机、衰减器、标准增益馈源。6.1.2测试准备6.1.2.1选取合适的测试场地。测试场地应平整、开阔，电磁环境良好，尽可能减小周围环境的影响。6.1.2.2测试距离应大于1650m，考虑到地面影响，发射点可在200m高度范围内上下移动。6.1.2.3调整好转台转动平面与地面的夹角，按图1连接好仪器线路，保证仪器接地良好。图1远场波瓣测试系统图6.1.3测试方法6.1.3.1设置信号源和频谱仪工作模式，调整信号源工作频率和发射功率，保证频谱仪有足够的动态范围。6.1.3.2调整发射点位置和天线仰角，使天线对准低波束最大指向。6.1.3.3转动被测天线，分别进行雷达天线各频率点的低波束水平波瓣测试，打印或绘制出波瓣图和主要参数，记录测试数据，其中主波束半功率点的方位间隔为方位波束宽度。6.1.3.4调整发射点位置和天线仰角，使天线对准高波束最大指向。6.1.3.5转动被测天线，分别进行雷达天线各频率点的高波束水平波瓣测试，打印或绘制出波瓣图和主要参数，记录测试数据，其中主波束半功率点的方位间隔为方位波束宽度。6.1.3.6天线增益测试采用对比法，适用于雷达天线高、低波束。将标准增益馈源放置在转台上，测出它在各个频率点电平值(SL1)，再测出雷达天线在相应频率点的电平值(SL2)，根据理论计算出标准增益馈源在该频率点的增益(G0)，则雷达天线在该频率点的增益(G)为：G=G0+(SL2-SL1)。6.2馈线性能6.2.1测试仪器采用矢量网络分析仪、连接波导。6.2.2测试方法6.2.2.1按图2连接好仪器线路。MH/T4039—20136图2馈线损耗测试框图6.2.2.2测试连接波导的损耗值，并记录。6.2.2.3用连接波导将铰链上方的高、低波束支路连接起来，测试从高功率环流器发射端输入，高波束支路输出，测试其损耗值，并记录。6.2.2.4上面两级数据的差值就是所要求测试的馈线收发损耗值。6.2.2.5拆开发射输出给环流器的波导，将网络分析仪接到环流器的输入口进行测试,可得到包括天线在内的驻波。6.3天线控制测试方法为：a)雷达开机(发射机可不开)；b)设置天线转速；c)转动稳定后在监控系统处观察并记录天线转动周期；d)将任意时间读取的N个天线转动周期数据值取平均，并分别进行统计，按下式计算得到天线周期的均方根误差：_21()NiiTTdTN式中：dT——天线周期的均方根误差，单位为秒（s）；iT——每个天线转动周期数值，单位为秒（s）；T——N个天线转动周期平均值，单位为秒（s）。e)在多个转速下按上述方法分别统计天线转动周期的均方根误差。6.4角编码MHMH/T4039—201376.4.1测试仪器采用示波器或角编码测试仪。6.4.2测试方法6.4.2.1雷达开机(发射可不开)。6.4.2.2测量角编码器输出的方位增量信号和正北信号。6.4.2.3按下式可估算方位编码信号有效位(N)：T/t≈2式中：T——天线转动周期数值，单位为秒（s）；t——方位增量时间间隔，单位为秒（s）。7发射分系统测试7.1发射机输出功率7.1.1测试仪器采用示波器、峰值功率计。7.1.2测试方法7.1.2.1按图3所示连接测试仪器。图3发射机输出功率和信号包络测试方法7.1.2.2打开发射机。7.1.2.3在峰值功率计上读出输出功率值。7.1.2.4根据下式计算出发射机输出的峰值功率：0()/10010bbPP指示式中：PO——输出峰值功率，单位为千瓦(kW)；P指示——峰值功率计指示功率，单位为千瓦(kW)；b——定向耦合器耦合度，单位为分贝(dB)；b0——峰值功率计设定衰减补偿值，单位为分贝(dB)。7.2发射脉冲包络MH/T4039—201387.2.1测试仪器采用数字示波器、功率计(含检波功能)。7.2.2测试方法7.2.2.1按图3所示连接测试设备。7.2.2.2打开发射机。7.2.2.3在示波器上读取发射信号包络、上升沿和下降沿的宽度。7.2.2.4读取顶部起伏幅度