【团体标准】 测控设备抗干扰能力测试平台校准规范

1范围本标准规定了测控设备抗干扰能力测试平台的校准条件、校准项目、校准方法等方面的要求。本标准适用于测控设备抗干扰能力测试平台的校准。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。凡是标注日期的引用文件，日期的版本适用于本文件，凡是不标注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。JJF1001通用计量术语及定义JJF1188-2008无线电计量名词术语及定义GJB3756A-2015测量不确定度的表示及评定3概述测控设备抗干扰能力测试平台具备接收、输出宽频干扰信号能力，重点解决信号接收、分析、记录和模拟干扰信号输出的问题。平台可完成对测控设备抗干扰能力的测试验证，也可用于电磁环境测试、干扰排查等场景。测控设备抗干扰能力测试平台由系统硬件主机和主机软件组成，系统组成框图如图1所示。（1）系统硬件主机：系统接收，主要完成输入射频信号的接收、下变频，变成数字信号，进行频谱分析、采集存储、信号识别等功能，并将分析的结果进行显示和记录；系统发射，生成自主编辑的干扰信号或使用存储的信号构建干扰数据，完成数模转换，并经过上变频以及功率放大等处理后进行信号发射。（2）主机软件：运行在CPU和GPU之上，主要完成系统的配置及控制，采集信号的分析、处理、记录、显示，发射信号的回放管理或信号编辑，记录数据的事后分析处理等功能。记录、显示，发射信号的回放管理或信号编辑，记录数据的事后分析处理等功能。图1测控设备抗干扰能力测试平台组成框图4计量特性a）输出信号频率频率范围：30MHz~40GHz；频率准确度：±1×10-7~±1×10-8。b）测量信号频率频率范围：30MHz~40GHz；频率准确度：±1×10-7~±1×10-8。c）输出信号功率功率范围：-20dBm~+10dBm；最大允许误差：±0.5dB~±1dB。d）测量信号功率功率范围：-60dBm~0dBm；最大允许误差：±0.5dB~±2dB。5校准条件5.1校准环境环境温度：20℃±5℃；环境湿度：≤80%；供电电源：交流电压220V±10V，频率50Hz±1Hz；其他：周围环境无影响系统正常工作的机械振动和电磁干扰。5.2校准用设备要求校准用设备经过计量技术机构检定（校准），满足使用要求，并在使用有效期内，各校准用设备在校准之前需要预热30分钟以上。表1校准用设备清单序号仪器名称性能指标数量1微波信号源输出频率范围：覆盖30MHz~40GHz；参考时基：＜3×10-8/年；频率设置分辨力：0.001Hz；输出功率范围：-130dBm~+30dBm；输出功率最大允许误差：±0.6dB~±1.5dB；输出功率分辨力：0.01dB；1台2频谱仪测量频率范围：覆盖30MHz~40GHz；分辨力带宽：1Hz~10MHz；1台3功率计（含功率传感器）频率范围：覆盖30MHz~40GHz；测量功率范围：覆盖-60dBm~+10dBm；测量功率最大允许误差：0.067dB~0.260dB（k=2）；分辨力：0.01dB；1套410MHz铷钟老化率：＜5×10-10/年；＜5×10-11/月（连续工作1个月）。1台6校准项目和校准方法6.1校准项目表2校准项目表序号测试项目1外观及工作正常性检查2输出信号频率3测量信号频率4输出信号功率5测量信号功率6.2外观及工作正常性检查a）被校测控设备抗干扰能力测试平台应带有必要的附件；b）被校测控设备抗干扰能力测试平台面板各按键、开关等应调节正常，不应有影响电气性能的机械损伤；c）被校测控设备抗干扰能力测试平台通电后应能正常工作、显示清晰；d）被校测控设备抗干扰能力测试平台按照技术说明书要求（一般为30分钟~60分钟）完成预热；e）检查结果计入附录A表A.1。6.3输出信号频率的校准a）校准连接图2输出信号频率的校准连接图b）校准步骤1)频谱仪外接铷钟作为外参考；2)设置测控设备抗干扰能力测试平台输出单音信号，输出频率30MHz定频，输出功率-10dBm；3)频谱仪使用marker中的counter模式，设置对应中心频点30MHz，调整扫频宽度至合适位置，分辨力带宽1Hz，使用峰值搜索功能读出功率峰值处的频率值f0，并计入附录A表A.2；4)更改频率为600MHz、2.3GHz、4GHz、8GHz、13GHz、20GHz、26GHz、40GHz，重复2)~3)步骤。6.4测量信号频率的校准a）校准连接图3测量信号频率的校准连接图b）校准步骤1)微波信号源外接铷钟作为外参考；2)设置微波信号源输出单载波信号，输出频率30MHz，输出功率为-10dBm；3)设置测控设备抗干扰能力测试平台对应的中心频点30MHz，合理设置分析带宽，读出识别到的功率峰值处的频率值f0，并计入附录A表A.3；4)更改频率为600MHz、2.3GHz、4GHz、8GHz、13GHz、20GHz、26GHz、40GHz，重复2)~3)步骤。6.5输出信号功率的校准a）校准连接图4输出信号功率的校准连接图b）校准步骤1)对功率计和功率传感器进行校零与校准；2)设置测控设备抗干扰能力测试平台输出单音信号，输出频率30MHz定频，输出功率+10dBm；3)设置功率计通道对应的频率值30MHz，读出频率值P0，并计入附录A表A.4；4)更改测控设备抗干扰能力测试平台输出频率为2.3GHz、26GHz、40GHz，重复2)~3)步骤；5)更改测控设备抗干扰能力测试平台输出功率为0dBm、-10dBm、-20dBm，重复2)~4)步骤。6.6测量信号功率的校准a）校准连接图5a标准功率计校准微波信号源输出功率图5b测量信号功率的校准b）校准步骤1)对功率计和功率传感器进行校零与校准；2)微波信号源输出单载波信号至功率计，输出频率30MHz，输出功率0dBm；3)设置功率计通道频率值30MHz，由功率计对微波信号源进行该频点下的0dBm功率校准，调整微波信号源输出功率至功率计示值为0dBm，记录此时微波信号源输出功率值并计入附录A表A.5；4)功率校准后，微波信号源输出设置保持不变，输入至测控设备抗干扰能力测试平台；5)设置测控设备抗干扰能力测试平台对应的中心频点30MHz，合理设置分析带宽，读出识别到的功率峰值处的功率值P0，并计入附录A表A.5；6)更改微波信号源输出频率为2.3GHz、26GHz、40GHz，重复2)~3)步骤；7)更改微波信号源输出功率为-20dB、-40dB、-60dB，重复2)~4)步骤。7校准结果的处理校准后，出具校准证书。校准证书至少应包含以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对被校对象有效的说明；p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。8复校时间间隔建议时间间隔为1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。经修理或调整的仪器设备，应校准后使用。?附录A校准记录表格（原始记录格式与校准证书内页格式均以此为准）环境温度____________相对湿度____________送检单位____________校准日期____________型号____________编号____________校准人____________审核人____________表A.1外观及工作正常性检查序号项目检查结果1外观检查2工作正常性检查表A.2输出信号频率校准记录表序号测控设备抗干扰能力测试平台输出频率标称值频谱仪频率测量值不确定度符合情况130MHz2600MHz32.3GHz44GHz58GHz613GHz720GHz826GHz940GHz表A.3测量信号频率校准记录表序号微波信号源输出频率标称值测控设备抗干扰能力测试平台频率测量值不确定度符合情况130MHz2600MHz32.3GHz44GHz58GHz613GHz720GHz826GHz940GHz?表A.4输出信号功率校准记录表序号输出功率标称值输出频率功率计测量值不确定度符合情况1+10dBm30MHz22.3GHz326GHz440GHz50dBm30MHz62.3GHz726GHz840GHz9-10dBm30MHz102.3GHz1126GHz1240GHz13-20dBm30MHz142.3GHz1526GHz1640GHz表A.5测量信号功率校准记录表序号功率计校准后示值测试频率微波信号源实际输出功率平台测量值不确定度符合情况10dBm30MHz22.3GHz326GHz440GHz5-20dBm30MHz62.3GHz726GHz840GHz9-40dBm30MHz102.3GHz1126GHz1240GHz13-60dBm30MHz142.3GHz1526GHz1640GHz?附录B测量不确定度评定示例B.1输出信号频率不确定度B.1.1测量模型和不确定度来源式中：——被测量，测控设备抗干扰能力测试平台的输出误差；——频谱仪的示值；——测控设备抗干扰能力测试平台的输出值。测量不确定度的主要来源包括：a）测量重复性引入的误差；b）频谱仪分辨力引入的误差；c）参考时钟引入的误差。B.1.2标准不确定度分量的评定a）测量重复性用频谱仪测量测控设备抗干扰能力测试平台输出2.3GHz信号，10次测量结果如表B.1所示，采用A类评定方法计算贝塞尔公式：式中：——实验标准偏差；——测量次数；——第i次测量值；——n次测量后的算术平均值。表B.12.3GHz频率信号测量结果测量次数12345测量结果（Hz）23000000372300000038230000004223000000392300000040测量次数678910测量结果（Hz）23000000382300000039230000004223000000402300000038经计算，10次测量后的实验标准偏差为1.70Hz，相对标准不确定度分量为=7.40×10-10。b）频谱仪分辨力频谱仪测量2.3GHz频率信号时，分辨力为1Hz，分辨力区间半宽度为0.5Hz，按均匀分布k=，引入的标准不确定度分量为0.29Hz，相对标准不确定度分量为=1.26×10-10。c）参考时钟10MHz铷钟的月老化率为5×10-11，即扩展不确定度为5×10-11，按均匀分布k=，则参考时钟引入的相对标准不确定度分量为=2.89×10-11。B.1.3计算合成相对标准不确定度各引入不确定度分量之间相互独立，则合成相对标准不确定度为：B.1.4计算相对扩展不确定度取k=2，则相对扩展不确定度：B.2测量信号频率不确定度B.2.1测量模型和不确定度来源式中：——被测量，测控设备抗干扰能力测试平台的示值误差；——测控设备抗干扰能力测试平台的示值；——微波信号源的输出值。测量不确定度的主要来源包括：a）测量重复性引入的误差；b）测控设备抗干扰能力测试平台分辨力引入的误差；c）参考时钟引入的误差。B.2.2标准不确定度分量的评定a）测量重复性用测控设备抗干扰能力测试平台测量微波信号源输出26GHz信号，10次测量结果如表B.2所示，采用A类评定方法计算贝塞尔公式，经计算10次测量后的实验标准偏差为7.60Hz，相对标准不确定度分量为=2.92×10-10。表B.226GHz频率信号测量结果测量次数12345测量结果（Hz）2600000017626000000169260000001812600000017926000000182测量次数678910测量结果（Hz）2600000016526000000160260000001642600000016926000000172b）测控设备抗干扰能力测试平台分辨力测控设备抗干扰能力测试平台测量26GHz信号时，分辨力最小可设置为0.5Hz，分辨力区间半宽度为2，按均匀分布k=，引入的标准不确定度分量为0.29Hz，则频谱仪分辨力引入的相对标准不确定度分量为=1.11×10-11。c）参考时钟10MHz铷钟的月老化率为5×10-11，即扩展不确定度为5×10-11，按均匀分布k=，则参考时钟引入的相对标准不确定度分量为=2.89×10-11。B.2.3计算合成相对标准不确定度各引入不确定度分量之间相互独立，则合成相对标准不确定度为：B.2.4计算相对扩展不确定度取k=2，则相对扩展不确定度：B.3输出信号功率不确定度B.3.1测量模型和不确定度来源式中：——被测量，测控设备抗干扰能力测试平台的输出功率误差；——功率计的示值；——测控设备抗干扰能力测试平台的功率输出值。测量不确定度的主要来源包括：a）测量重复性引入的误差；b）功率传感器引入的误差；c）功率计分辨力引入的误差；d）失配引入的误差。B.3.2标准不确定度分量的评定a）测量重复性用功率计测量测控设备抗干扰能力测试平台输出2.3GHz、功率0dBm信号，10次测量结果如表B.3所示，采用A类评定方法计算贝塞尔公式，经计算10次测量后的相对标准不确定度分量为=0.28%。表B.32.3GHz、0dBm信号测量结果测量次数12345测量结果（dBm）0.070.050.080.050.05测量结果（mW）1.01621.01161.01861.01161.0116测量次数678910测量结果（dBm）0.050.050.060.040.05测量结果（mW）1.01161.01161.01391.00931.0116b）功率传感器不确定度在测量2.3GHz时，功率传感器测量不确定度为0.072dB（k=2），则引入的相对标准不确定度分量为=0.83%。c）功率计分辨力功率计分辨力为0.01dB，分辨力区间半宽度为0.005dB，按均匀分布k=，则功率计分辨力引入的相对标准不确定度分量为=0.07%。d）失配失配引入的不确定度与被校准测控设备抗干扰能力测试平台的输出端电压驻波比、功率计连接功率传感器的输入端电压驻波比有关，按以下公式计算反射系数，其中s为端口驻波比：失配为反正弦分布，k=，然后根据下式计算失配引入的相对标准不确定度：式中：——被校准测控设备抗干扰能力测试平台的反射系数；——功率计连接功率传感器后的反射系数。表B.4失配计算频率被校准测控设备抗干扰能力测试平台功率计连接功率传感器驻波比反射系数驻波比反射系数2.3GHz1.50.21.10.051.41%B.3.3计算合成相对标准不确定度各引入不确定度分量之间相互独立，则合成相对标准不确定度为：B.3.4计算相对扩展不确定度取k=2，则相对扩展不确定度：B.4测量信号功率不确定度B.4.1测量模型和不确定度来源式中：——被测量，测控设备抗干扰能力测试平台的示值误差；——测控设备抗干扰能力测试平台的示值；——功率计校准后的示值。测量不确定度的主要来源包括：a）测量重复性引入的误差；b）功率传感器引入的误差；c）功率计分辨力引入的误差；d）失配引入的误差。B.4.2标准不确定度分量的评定a）测量重复性用测控设备抗干扰能力测试平台测量微波信号源输出2.3GHz、0dBm信号，10次测量结果如表B.5所示，采用A类评定方法计算贝塞尔公式，经计算10次测量后的相对标准不确定度分量为=0.32%。表B.52.3GHz、0dBm信号测量结果测量次数12345测量结果（dBm）0.080.090.110.090.08测量结果（mW）1.01861.02091.02571.02091.0186测量次数678910测量结果（dBm）0.070.090.070.100.07测量结果（mW）1.01621.02091.01621.02331.0162b）功率传感器不确定度在测量2.3GHz时，功率传感器测量不确定度为0.072dB（k=2），则引入的相对标准不确定度分量为=0.83%。c）功率计分辨力功率计分辨力为0.01dB，分辨力区间半宽度为0.005dB，按均匀分布k=，则功率计分辨力引入的相对标准不确定度分量为=0.07%。d）失配失配引入的不确定度与微波信号源的输出端电压驻波比、功率计连接功率传感器的输入端电压驻波比、测控设备抗干扰能力测试平台输入端电压驻波比有关，按以下公式计算反射系数：失配为反正弦分布，k=，然后根据下式计算失配引入的相对标准不确定度：式中：——微波信号源的反射系数；——功率计连接功率传感器的反射系数；——测控设备抗干扰能力测试平台的反射系数。表B.6失配计算频率微波信号源功率计连接功率传感器测控设备抗干扰能力测试平台驻波比反射系数驻波比反射系数驻波比反射系数2.3GHz1.20.091.10.050.64%1.50.22.55%B.4.3计算合成相对标准不确定度各引入不确定度分量之间相互独立，则合成相对标准不确定度为：B.4.4计算相对扩展不确定度取k=2，则相对扩展不确定度：——————————以下空白