ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСТР
71433— 2024
ПРИБОРЫ ФЕРРИТОВЫЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА
Методы измерения развязок трехплечных циркуляторов на низком уровне мощности
Издание официальное
Москва
Российский институт стандартизации 2024
ГОСТ Р 71433—2024
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Российский научно-исследовательский институт «Электронстандарт» (АО «РНИИ «Электронстандарт»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 303 «Электронная компонентная база, материалы и оборудование»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 июня 2024 г. № 733-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
©Оформление. ФГБУ «Институт стандартизации», 2024
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
II
ГОСТ Р 71433—2024
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПРИБОРЫ ФЕРРИТОВЫЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА
Методы измерения развязок трехплечных циркуляторов на низком уровне мощности
Microwave ferrite devices. Methods of measurement of isolation of tree-port circulator at low power level
Дата введения — 2025—03—01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на приборы ферритовые сверхвысокочастотного диапазона (ПФ СВЧ) низкого уровня мощности и устанавливает методы измерения развязок между каналами Y-циркуляторов, T-циркуляторов и переключателей на их основе (далее — трехплечные циркуляторы).
Стандарт устанавливает два метода измерения развязок:
- метод 1 — для измерения развязок на стандартных панорамных измерителях ослаблений при использовании нагрузки с постоянной фазой и постоянным модулем коэффициента отражения;
- метод 2 — для измерения развязок на стандартных панорамных измерителях ослаблений при использовании нагрузки с переменной фазой и постоянным модулем коэффициента отражения.
В технически обоснованных случаях в технических условиях (ТУ) могут устанавливаться методы измерения параметров ПФ СВЧ, отличные от указанных в стандарте на методы измерения, если эти методы аттестованы и обеспечивают погрешности измерений, не превышающие значений, установленных стандартами на конкретные методы измерения.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.006 Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля
ГОСТ 12.2.003 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности
ГОСТ 22261 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ГОСТ 23769 Приборы электронные и устройства защитные СВЧ. Термины, определения и буквенные обозначения
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение
Издание официальное
1
ГОСТ Р 71433—2024
рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 23769.
4 Общие положения и требования к проведению измерений
4.1 Условия и режимы измерений
4.1.1 Измерения проводят в нормальных климатических условиях или в условиях, установленных в ТУ на ПФ СВЧ конкретных типов:
- температура воздуха от 15 °C до 35 °C;
- относительная влажность воздуха от 45 % до 80 %;
- атмосферное давление от 86 до 106 кПа (от 645 до 795 мм рт.ст.).
При температуре выше 30 °C относительная влажность не должна быть более 70 %.
4.1.2 Режим измерений и точность поддержания режима и условий измерений должны соответствовать требованиям, установленным в ТУ на ПФ СВЧ конкретных типов.
4.1.3 Развязки трехплечных управляемых циркуляторов следует измерять при постоянном во времени токе (напряжении) управления. Значение тока (напряжения) управления и порядок его установления должны соответствовать указанным в ТУ на конкретные типы трехплечных циркуляторов.
4.1.4 Режимы и условия измерения должны соответствовать требованиям конкретных ТУ и выдерживаться в течение процесса измерения данного параметра.
4.2 Аппаратура
4.2.1 Измерения параметров ПФ СВЧ следует проводить стандартными средствами измерения, прошедшими поверку и (или) нестандартизованными средствами измерения, прошедшими метрологическую аттестацию и поверку.
4.2.2 Средства измерения и вспомогательные устройства должны соответствовать требованиям, установленным в стандартах на конкретные методы измерения, и обеспечивать измерения параметров ПФ СВЧ с требуемой этими стандартами точностью.
4.2.3 Допускается замена средств измерения и вспомогательных устройств на другие, аналогичные по назначению, или применение средств измерения и вспомогательных устройств с иными, чем указано в стандартах, значениями характеристик. Допускается введение дополнительных элементов, при условии, что это не приводит к погрешностям измерения параметров, превышающих установленные в стандартах на конкретные методы измерения.
4.2.4 Аппаратура цепей управления, термостаты, криостаты, приборы контроля параметров режима измерений, а также место и способ подключения к ним (размещения в них) трехплечных циркуляторов должны соответствовать указанным в ТУ на конкретные типы трехплечных циркуляторов.
4.2.5 Если присоединительные элементы трехплечных циркуляторов отличаются от присоединительных элементов средств измерения или трехплечные циркуляторы размещаются в криостатах, термостатах и в иных необходимых случаях, указываемых в ТУ на конкретные типы трехплечных циркуляторов, то их следует подключать в измерительный тракт с помощью подключающих устройств: переходов, трансформаторов, сопротивлений, отрезков волноводов и т. п.
4.2.6 Перед началом измерений подготавливают и включают аппаратуру в соответствии с ее эксплуатационной документацией.
4.2.7 Калибровку средств измерения проводят совместно с подключающими устройствами.
Допускается калибровку средств измерения проводить без подключающих устройств. В этом случае параметры подключающих устройств должны соответствовать требованиям, указанным в ТУ на ПФ СВЧ конкретных типов.
4.2.8 Значение коэффициентов стоячей волны по напряжению (КСВН) подключающих устройств не должно превышать 1,3.
2
ГОСТ Р 71433—2024
4.2.9 Значение КСВН нагрузки в свободном плече трехплечного циркулятора для коаксиальных циркуляторов в диапазоне частот от 0,01 до 26 ГГц и для волноводных циркуляторов в диапазоне частот от 0,85 до 78,3 ГГц должны соответствовать приведенным в 5.2.3 и 6.2.2.
Значение КСВН нагрузки в свободном плече трехплечного циркулятора для коаксиальных циркуляторов в диапазоне частот свыше 26 ГГц для волноводных циркуляторов в диапазоне частот свыше 78,3 ГГц, а также для микрополосковых циркуляторов должны соответствовать установленным в ТУ на конкретные типы ПФ СВЧ.
4.3 Подготовка и проведение измерений
4.3.1 Операции по подготовке и проведению измерений, связанные с установлением заданного режима и (или) условий измерений (например, время выдержки под током, в термостате и т. п.) должны соответствовать указанным в ТУ на конкретный тип трехплечного циркулятора.
4.3.2 Перед началом измерений подготавливают все стандартные средства измерений и вспомогательное оборудование, указанные в 4.2.4 в соответствии с их эксплуатационной документацией.
4.3.3 Калибровку средств измерения проводят совместно с подключающими устройствами.
4.3.4 Допускается калибровку средств измерения проводить без подключающих устройств, если потери подключающих устройств измерены с погрешностью, не выходящей за пределы ±(0,05ап у + 0,5) дБ, где ап у — потери подключающих устройств.
4.3.5 Если калибровка средств измерения проводилась без подключающих устройств, то развязки трехплечных циркуляторов а'раз, дБ, вычисляют по формуле
араз = араз “ ап.у> (1)
где араз — измеренное значение развязки, дБ;
ап у — потери подключающих устройств.
4.3.6 Последовательность измерения развязок между плечами трехплечных циркуляторов должна соответствовать установленной в ТУ.
К свободному плечу циркулятора подключают нагрузку.
4.4 Показатели точности измерений
4.4.1 Для волноводных ПФ СВЧ в диапазоне частот до 78,3 ГГц включительно, для коаксиальных ПФ СВЧ в диапазоне частот до 26 ГГц включительно, для микрополосковых ПФ СВЧ в диапазоне частот до 37,5 ГГц включительно, имеющих КСВН не более 1,3, погрешности измерения параметров должны соответствовать установленным в стандартах на методы измерения конкретных параметров и должны быть выражены интервалом с установленной вероятностью 0,95.
4.4.2 Для волноводных ПФ СВЧ в диапазоне частот свыше 78,3 ГГц, для коаксиальных ПФ СВЧ в диапазоне частот свыше 26 ГГц, для микрополосковых ПФ СВЧ в диапазоне частот свыше 37,5 ГГц и ПФ СВЧ, имеющих КСВН более 1,3, погрешности измерения параметров должны соответствовать установленным в ТУ на ПФ СВЧ конкретных типов.
4.4.3 Если в эксплуатационной документации на средства измерения погрешности средств измерения выражены интервалом без указания закона распределения и вероятности, то закон распределения этой погрешности принимают равновероятным, а вероятность — равной 0,997.
4.4.4 Погрешности измерения развязок коаксиальных трехплечных циркуляторов в диапазоне частот от 0,01 до 26 ГГц и волноводных трехплечных циркуляторов в диапазоне частот от 0,85 до 78,3 ГГц с вероятностью 0,95 приведены в 5.4 и 6.5.
Погрешности измерения развязок коаксиальных трехплечных циркуляторов в диапазоне частот свыше 26 ГГц, волноводных трехплечных циркуляторов в диапазоне частот свыше 78,3 ГГц, а также микрополосковых трехплечных циркуляторов должны соответствовать установленным в ТУ на конкретные типы ПФ СВЧ. При этом погрешность измерения развязок может превышать значения, установленные настоящим стандартом.
4.4.5 В технически обоснованных случаях погрешность измерения развязок может быть рассчитана для вероятности, превышающей 0,95. При этом погрешность измерения развязок может превышать значения, установленные настоящим стандартом, и должна соответствовать установленной в ТУ на конкретные типы ПФ СВЧ.
3
ГОСТ Р 71433—2024
4.4.6 Формулы для расчета погрешностей измерения развязок трехплечных циркуляторов методами, установленными настоящим стандартом, приведены в приложении А.
4.5 Требования безопасности
4.5.1 При подготовке и проведении измерений следует соблюдать требования безопасности, установленные ГОСТ 12.2.003 и настоящим стандартом.
4.5.2 Средства измерения по 4.2.1 должны соответствовать требованиям безопасности, установленным ГОСТ 22261.
4.5.3 При подготовке и проведении измерений предельно допустимая плотность потока электромагнитного поля на рабочих местах не должна превышать норм, установленных ГОСТ 12.1.006.
4.5.4 Установку трехплечных циркуляторов в тракт и их замену следует проводить при отсутствии напряжений (токов) управления и СВЧ-мощности на входах прибора.
5 Метод 1
5.1 Принцип измерения
Развязки определяют путем сравнения уровней СВЧ-мощности в двух каналах трехплечного циркулятора, между которыми мощность не должна распространяться.
Сравнение проводят в режиме свипирования частоты генератора с индикацией разности проде-тектированных сигналов на экране.
5.2 Аппаратура
5.2.1 Измерения развязок следует проводить: на панорамных измерителях КСВН, позволяющих измерять ослабление; на панорамных измерителях ослаблений или на панорамных измерителях коэффициентов передачи в соответствии с эксплуатационной документацией этих измерителей.
5.2.2 Тип используемого панорамного измерителя должен соответствовать установленному в ТУ на конкретный тип трехплечного циркулятора.
5.2.3 Значение КСВН нагрузки в свободном плече трехплечного циркулятора не должно превышать:
- 1,07 — при измерении развязок до 20 дБ включительно;
- 1,04 — при измерении развязок свыше 20 до 25 дБ включительно;
- 1,02 — при измерении развязок свыше 25 до 30 дБ включительно.
5.3 Подготовка и проведение измерений
5.3.1 Включают (для управляемых трехплечных циркуляторов и переключателей) источник управляющего тока (напряжения) и устанавливают заданный режим измерения.
5.3.2 Измеряют развязки трехплечного циркулятора в соответствии с эксплуатационной документацией на панорамные измерители.
5.4 Показатели точности измерений
5.4.1 Погрешность измерения развязок трехплечных циркуляторов с вероятностью 0,95 находится в интервалах:
- от минус 3,5 до плюс 4,5 дБ, если араз < 20 дБ;
- от минус 4,0 до плюс 5,0 дБ, если 20 < араз < 30 дБ.
5.4.2 Погрешности рассчитаны для случая использования панорамного измерителя с погрешностью измерения ослабления, находящейся в интервале ±(0,5 + 0,05ах) дБ, где ах — измеряемое значение ослабления, дБ.
5.4.3 При использовании панорамных измерителей с погрешностью измерения ослабления, превышающей указанную в 5.4.1, погрешность измерения развязок трехплечных циркуляторов определяют по формулам (А.1) — (А.З).
4
ГОСТ Р 71433—2024
6 Метод 2
6.1 Принцип измерения
Развязки определяют путем измерений максимального и минимального значения коэффициента передачи циркулятора с нагрузкой в свободном плече при измерении фазы коэффициента отражения этой нагрузки.
6.2 Аппаратура
6.2.1 Измерения развязок следует проводить с помощью средств измерений и вспомогательного оборудования, указанных в 5.2.1,5.2.2.
6.2.2 Нагрузка, подключаемая к свободному плечу трехплечного циркулятора, должна плавно изменять фазу коэффициента отражения в пределах от 0° до 360°.
Значение КСВН нагрузки в свободном плече трехплечного циркулятора должно быть не более:
- 1,18 — при измерении развязок до 20 дБ включительно;
- 1,08 — при измерении развязок свыше 20 до 25 дБ включительно;
- 1,05 — при измерении развязок свыше 25 до 30 дБ включительно.
6.3 Подготовка и проведение измерений
6.3.1 Подготовку к измерениям проводят по 5.3.1.
6.3.2 Изменяя фазу коэффициента отражения нагрузки в свободном плече циркулятора, измеряют максимальное атах и минимальное amin значение ослабления на выбранной частоте в соответствии с эксплуатационной документацией панорамного измерителя.
6.4 Обработка результатов измерений
6.4.1 Значение развязок трехплечных циркуляторов араз, дБ, вычисляют по формуле
араз — 20lg-----------—
min ^-max
10 20 +10 20
(2)
где amin — минимальное значение ослабления, дБ; amax — максимальное значение ослабления, дБ.
6.5 Показатели точности измерений
6.5.1 Погрешность измерения развязок трехплечных циркуляторов с вероятностью 0,95 находится в интервалах:
- ±1,5 дБ, если араз < 20 дБ;
- ±2,0 дБ, если 20 < араз < 30 дБ.
6.5.2 Погрешности рассчитаны для случая использования панорамного измерителя с погрешностью измерения ослабления, находящейся в интервале ±(0,5 + 0,5ах) дБ, где ах — измеряемая величина ослабления, дБ, а также при следующих значениях КСВН циркуляторов:
- 1,5 дБ — для араз = 15 дБ;
- 1,3 дБ — для араз = 20 дБ и араз = 25 дБ;
- 1,2 дБ — для араз = 30 дБ.
6.5.3 При использовании панорамных измерителей с погрешностью измерения ослабления, превышающей вышеуказанную, а также при КСВН циркуляторов, превышающих вышеуказанные значения, погрешность измерения развязок трехплечных циркуляторов определяют по формулам (А.4) — (А.10).
5
ГОСТ Р 71433—2024
Приложение А (обязательное)
Методика расчета погрешностей измерения развязок трехплечных циркуляторов
А.1 Расчет погрешности измерения развязок по методу 1
А. 1.1 Погрешность измерения развязок Л(араз), дБ, по методу 1 вычисляют по формуле
А(«раз) = ±77^1+0? > (А.1)
где у — 0,95-я квантиль функции распределения суммарного среднего квадратического отклонения погрешности; оа — среднее квадратическое отклонение погрешности за счет рассогласования тракта от нагрузки в свободном плече циркулятора, дБ;
а1 — среднее квадратическое отклонение погрешности измерения ослабления панорамного измерителя, дБ.
А. 1.2 Значения у определяют по таблице А.1.
Таблица А.1
о2 2 2 «а + °1 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,95 | 1,0 |
У | 1,85 | 1,82 | 1,74 | 1,65 | 1,60 | 1,38 |
Значения при иных, не совпадающих с табличными значениями ———- находят интерполированием внутри °а +
о2 интервала между соседними значениями —----
«а +
А.1.3 Среднее квадратическое отклонение погрешности за счет рассогласования тракта от нагрузки в свободном плече циркулятора оа, дБ, вычисляют по формуле
20 “
оа=^1д(1 + Га Ю20 ),
(А.2)
где V2 — 0,997-я квантиль нормированной функции распределения по арккосинусу;
Га — модуль коэффициента отражения нагрузки в свободном плече циркулятора; “раз — значение развязки циркулятора, дБ.
Верхний знак (-) в формуле (А.2) соответствует положительной погрешности Д(араз), а нижний знак (+) — отрицательной.
А. 1.4 Среднее квадратическое отклонение погрешности измерения ослабления панорамного измерителя о^ дБ, вычисляют по формуле
_ А«п.и
(А.З)
где Аап и — погрешность измерения ослабления панорамного измерителя, дБ;
>/з — 0,997-я квантиль нормированной равномерной функции распределения.
6
ГОСТ Р 71433—2024
А.2 Расчет погрешности измерения развязок по методу 2
А.2.1 Погрешность измерения развязок Л(араз), дБ, по методу 2 вычисляют по формуле
^(араз) - ± t S6 JAmax^ max + а1) + Amin(a1 min + ^j »
(А.4)
где 1,96 — 0,95-я квантиль нормированной нормальной функции распределения;
Amax, Amjn — коэффициенты влияния на погрешность при измерении максимального и минимального ослабления;
°1 max1 °1 min — среднее квадратическое отклонение погрешности панорамного измерителя при измерении максимального и минимального ослабления, дБ;
о2 — среднее квадратическое отклонение погрешности за счет рассогласования тракта, дБ.
А.2.2 Коэффициенты влияния на погрешность при измерении максимального и минимального ослабления и Amin вычисляют по формулам: 111аЛ 11 III I ii^
_ в max
10 20 +10 20
“min
10 20 т1П ” amin «max
10 20 +10 20
amax - 20'9 г
1
^min ~20lg —
9 +Г
(А.6)
(А.7)
(А.8)
_ а раз р = 10 ^,
(А.9)
где араз — значение развязки циркулятора, дБ.
А.2.3 Среднее квадратическое отклонение погрешности панорамного измерителя при измерении максимального и минимального ослабления о1 тах и о1 min, дБ, вычисляют по формуле (А.З) при максимальном и минимальном значениях ослаблений, определяемых по формулам (А.7) и (А.8).
А.2.4 Среднее квадратическое отклонение погрешности за счет рассогласования тракта о2, дБ, вычисляют по формуле
о2 =
(А.10)
где 8,69 — коэффициент перевода относительных единиц в децибелы;
Гн0, Гпу > Гц- Гн — коэффициенты отражения направленного ответвителя, подключающего устройства циркулятора и нагрузки панорамного измерителя соответственно.
А.2.5 Цифровые значения погрешностей, приведенных в 5.4 и 6.5, вычисляют при Гн 0 = Гп у = 0,13 и Гн = 0,07.
7
ГОСТ Р 71433—2024
УДК 621.317.34.001.4:006.354 ОКС 29.100.10
Ключевые слова: приборы ферритовые сверхвысокочастотного диапазона, методы измерения, развязки трехплечных циркуляторов, низкий уровень мощности
8
Редактор Е.В. Якубова
Технический редактор В.Н. Прусакова
Корректор О. В. Лазарева
Компьютерная верстка Е.А. Кондрашовой
Сдано в набор 11.06.2024. Подписано в печать 14.06.2024. Формат 60x847s. Гарнитура Ариал.
Усл. печ. л. 1,40. Уч.-изд. л. 0,93.
Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта
Создано в единичном исполнении в ФГБУ «Институт стандартизации» , 117418 Москва, Нахимовский пр-т, д. 31, к. 2.
