JJF 1966-2022雷达散射截面法材料反射率测试系统校准规范-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 6 62 0 2 2雷达散射截面法材料反射率测试系统校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rR e f l e c t i v i t yo fR a d a rC r o s sS e c t i o nM e t h o dM a t e r i a l sM e a s u r i n gS y s t e m 2 0 2 2-0 4-2 9发布2 0 2 2-1 0-2 9实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局雷达散射截面法材料反射率测试系统校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rR e f l e c t i v i t yo fR a d a rC r o s sS e c t i o nM e t h o dM a t e r i a l sM e a s u r i n gS y s t e mJ J F1 9 6 62 0 2 2 归 口 单 位:全国新材料与纳米计量技术委员会 主要起草单位:国防科技工业应用化学一级计量站 参加起草单位:中国航天科工集团公司第二研究院二七研究所中国航发北京航空材料研究院北京航空航天大学 本规范委托全国新材料与纳米计量技术委员会负责解释J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:张 雨(国防科技工业应用化学一级计量站)林 帅(国防科技工业应用化学一级计量站)巢增明(中国航天科工集团公司第二研究院二七研究所)何 山(中国航发北京航空材料研究院)参加起草人:潘士兵(国防科技工业应用化学一级计量站)赵京城(北京航空航天大学)J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 术语(1)3.2 计量单位(1)4 概述(1)5 计量特性(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(3)7.1 校准项目(3)7.2 校准方法(3)8 校准结果的表达(4)9 复校时间间隔(4)附录A 空白反射板与标准反射板技术要求(5)附录B 雷达散射截面法材料反射率测试系统校准记录格式(6)附录C 雷达散射截面法材料反射率测试系统校准结果参考格式(7)附录D 材料雷达反射率示值误差校准不确定度分析示例(8)J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局引 言本规范以J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示为基础性规范制定。本规 范 参 照 了G J B5 0 2 22 0 0 1 室 内 场 缩 比 目 标 雷 达 散 射 截 面 测 试 方 法、G J B2 0 3 8 A2 0 1 1 雷达吸波材料反射率测试方法、G J B4 2 3 82 0 0 1 军用目标特性和环境特性术语等标准。本规范为首次发布。J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局雷达散射截面法材料反射率测试系统校准规范1 范围本规范适用于频率范围为6GH z 1 1 0GH z的雷达散射截面法材料反射率测试系统(以下简称R C S法测试系统)的校准。其他频率范围测试系统可参照执行。2 引用文件本规范引用了下列文件:G J B2 0 3 8 A2 0 1 1 雷达吸波材料反射率测试方法G J B4 2 3 82 0 0 1 军用目标特性和环境特性术语凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位3.1 术语本规范采用了G J B2 0 3 8 A2 0 1 1和G J B4 2 3 82 0 0 1的相关术语。3.1.1 材料雷达反射率 r a d a r r e f l e c t i v i t yo fm a t e r i a l在给定波长和极化的条件下,电磁波从同一方向,分别以同一功率密度入射到材料表面和相同尺寸良导体平面上,两者镜面方向反射功率的比值。3.1.2 背景等效反射率 e q u i v a l e n t r e f l e c t i v i t yo fb a c k g r o u n d在相同发射功率、波长和极化条件下,被测材料所处环境的反射功率与定标金属板反射功率的比值。3.2 计量单位材料雷达反射率单位为d B。根据材料雷达反射率的定义,分别测量材料的雷达反射功率Pa和相同尺寸良导体金属平板的雷达反射功率Pm,材料的雷达反射率可通过公式(1)计算。=1 0l g(Pa/Pm)(1)式中:材料雷达反射率,d B;Pa 材料的雷达反射功率,mW;Pm 相同尺寸良导体金属平板的雷达反射功率,mW。4 概述R C S法测试系统通过分别测量相同尺寸的良导体金属平板的雷达反射功率和平板材料的雷达反射功率,按照公式(1)计算得到材料的雷达反射率。1J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局R C S法测试系统主要由矢量网络分析仪、紧缩场(或喇叭收发天线)、信号收发设备、支架及转台、激光定位对准装置、转台驱动控制器、微波暗室、计算机及测试软件等组成,如图1所示。1紧缩场;2激光定位对准装置;3支架;4转台;5信号收发设备;6矢量网络分析仪;7计算机;8转台驱动控制器;9微波暗室图1 R C S法测试系统组成示意图5 计量特性计量特性指标见表1。表1 R C S法测试系统计量特性指标序号计量特性性能指标1背景等效反射率-5 0d B2反射率示值误差1.0d B3测量重复性0.2d B 注:以上指标不用于合格性判定,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件a)环境温度:环境温度为(2 35),校准过程中温度变化不超过2;b)相对湿度:小于8 0%;c)供电电源:电压(2 2 02 2)V,频率(5 01)H z。6.2 测量标准及其他设备a)空白反射板,扩展不确定度不大于0.1d B(k=2);b)标准反射板,扩展不确定度不大于0.1d B(k=2)。空白反射板与标准反射板技术要求见附录A。2J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局7 校准项目和校准方法7.1 校准项目a)背景等效反射率;b)材料雷达反射率示值误差;c)测量重复性。7.2 校准方法7.2.1 背景等效反射率a)打开测试系统,预热至少3 0m i n;b)根据测试系统要求,设置仪器参数;c)扫描系统背景反射功率;d)将空白反射板放置在支架上,测量其反射功率;e)将空白反射板取下,再次测量反射功率;f)通过计算机软件处理,得出系统背景等效反射率曲线,其最大值应符合表1的要求。7.2.2 材料雷达反射率示值误差a)扫描系统背景反射功率;b)将空白反射板放置在支架上,测量其反射功率;c)将标准反射板放置在支架上,测量其反射功率;d)通过计算机软件处理,得到标准反射板的反射率曲线;e)重复测量6次,取6次测量结果的算术平均值作为标准反射板反射率实测值。按照公式(2)计算材料雷达反射率示值误差,其结果应满足表1的要求。=-s(2)式中:材料雷达反射率示值误差,d B;6次反射率测量结果算术平均值,d B;s 材料雷达反射率标准值,d B。7.2.3 测量重复性以7.2.2中-1 0.0 0d B金属板的6次测量结果,按照公式(3)计算系统的测量重复性,其结果应满足表1的要求。s=ni=1(i-)2n-1(3)式中:s 测量重复性,d B;n 测量次数;6次反射率测量结果算术平均值,d B;i 第i次测量值,d B。3J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局8 校准结果的表达校准结果以校准证书的形式给出。校准证书至少应包括下列信息:a)标题:校准证书;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点;d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)送校单位的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期;h)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;i)本次校准所测量标准的溯源性及有效性说明;j)校准环境的描述;k)校准结果及测量不确定度的说明;l)校准证书签发人的签名、职务或等效标识,以及签发日期;m)校准结果仅对被校对象有效的声明;n)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。9 复校时间间隔由于测试系统的复校时间间隔是由系统的使用情况、使用者、系统本身质量等诸因素所决定的,因此复校时间间隔可根据实际使用情况由送校单位自行决定。复校时应附上次校准证书。建议复校时间间隔不超过1年。4J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局附录A空白反射板与标准反射板技术要求空白反射板与标准反射板应选择铜、铝等金属良导体,同时应满足表A.1中的相应技术指标。表A.1 空白反射板与标准反射板技术指标序号项目技术要求1电导率1.01 07S/m2表面粗糙度5.0m3表面平面度0.1 0mm4两表面平行度0.0 5mm5侧面与板面垂直度0.2mm6长宽尺寸相对误差0.1%反射率标准值由空白反射板与标准反射板的尺寸决定,不同频率推荐使用的空白反射板与标准反射板参考尺寸如表A.2所示。表A.2 空白反射板与标准反射板参考尺寸频率范围GH z空白反射板尺寸长宽厚mm标准反射板尺寸长宽高mm-5.0 0d B-1 0.0 0d B-1 5.0 0d B61 81 8 0.0 01 8 0.0 04.0 01 3 4.9 81 3 4.9 84.0 01 0 1.2 21 0 1.2 24.0 07 5.9 07 5.9 04.0 01 84 08 5.0 08 5.0 04.0 06 3.7 46 3.7 44.0 04 7.8 04 7.8 04.0 03 5.8 43 5.8 44.0 04 01 1 06 0.0 06 0.0 03.0 04 5.0 04 5.0 03.0 03 3.7 43 3.7 43.0 02 5.3 02 5.3 03.0 05J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局附录B雷达散射截面法材料反射率测试系统校准记录格式共 页 第 页证书编号:客户名称委托日期客户地址校准日期被 校器 具名 称型 号制造厂商编 号依据标准计量标准器具名 称型号/规格证书编号不确定度/准确度有效期至环境条件温 度相对湿度%校准地点校准结果1.背景等效反射率d B2.反射率示值误差频率/GH z标准值s/d B测量结果123456平均值/d B示值误差/d B标准偏差s/d B扩展不确定度/d B校 准:核 验:6J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局附录C雷达散射截面法材料反射率测试系统校准结果参考格式第 页 共 页 证书编号校 准 结 果1.背景等效反射率:d B2.材料雷达反射率示值误差:频率/GH z-5d B反射率示值误差/d B示值误差不确定度/d B频率/GH z-1 0d B反射率示值误差/d B示值误差不确定度/d B频率/GH z-1 5d B反射率示值误差/d B示值误差不确定度/d B3.测量重复性:频率/GH z-5d B测量重复性/d B频率/GH z-1 0d B测量重复性/d B频率/GH z-1 5d B测量重复性/d B7J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局附录D材料雷达反射率示值误差校准不确定度分析示例D.1 测量模型根据反射率示值误差的计算公式:=-s(D.1)式中:反射率示值误差,d B;测试系统反射率测量值,d B;s 反射率标准值,d B。从公式(D.1)中可以看出,影响反射率示值误差测量误差的因素主要有两个:测量系统反射率测量值与反射率标准值,下面将对以上两个影响因素进行逐一分析和计算。以-1 0d B标准金属板在1 0GH z处的校准结果为例进行分析。D.2 不确定度来源反射率示值误差测量的不确定度来源主要包括:a)标准反射板引入的不确定度u(s);b)反射率测量引入的不确定度u():1)空白反射板引入的不确定度u(0);2)空白反射板放置的方位误差引入的不确定度u1;3)标准反射板放置的方位误差引入的不确定度u2;4)测量重复性引入的不确定度u3。D.3 不确定度评定D.3.1 标准反射板引入的不确定度u(s)标准反射板的扩展不确定度Us0.1d B(k=2),则有:u(s)=Us/2=0.1d B/2=0.0 5d B(D.2)D.3.2 反射率测量引入的不确定度u()a)空白反射板引入的不确定度u(0)空白反射板的扩展不确定度U00.1d B(k=2),则有:u(0)=U0/2=0.1d B/2=0.0 5d B(D.3)b)空白反射板放置的方位误差引入的不确定度u1由于空白反射板放置的方位误差,所产生的反射率测量误差不超过0.1d B,按均匀分布处理,则有:u1=0.1d B/3=0.0 5 8d B(D.4)c)标准反射板放置的方位误差引入的不确定度u2由于标准反射板放置的方位误差,所产生的反射率测量误差不超过0.1d B,按均8J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局匀分布处理,则有:u2=0.1d B/3=0.0 5 8d B(D.5)d)测量重复性引入的不确定度u3选择-1 0d B标准金属板,重复测量6次,其在1 0GH z处的反射率测量结果如表D.1所示。表D.1 反射率示值误差重复性测量结果测量序号123456测量结果/d B-1 0.4-1 0.5-1 0.5-1 0.2-1 0.3-1 0.4平均值/d B-1 0.3 8标准偏差/d B0.1 2 根据测量结果,可得此次测量的标准偏差为0.1 2d B,则重复性引入的不确定度为:u3=0.1 2d B/6=0.0 4 9d B(D.6)D.4 合成标准不确定度不确定度来源及分量汇总如表D.2所示。表D.2 不确定度汇总表标准不确定度不确定度来源标准不确定度分量/d Bu(s)标准反射板引入的不确定度u(s)0.0 5u()空白反射板引入的不确定度u(0)0.0 5空白反射板放置的方位误差引入的不确定度u10.0 5 8标准反射板放置的方位误差引入的不确定度u20.0 5 8测量重复性引入的不确定度u30.0 4 9 由于以上各项标准不确定度分量是互不相关的,因此合成标准不确定度为:u2c()=c21u2()+c22u2(s)(D.7)灵敏度系数c1=1,c2=1,则有:uc=u2()+u2(s)=u2(0)+u21+u22+u23+u2(s)=0.1 2d B(D.8)D.5 扩展不确定度取包含因子k=2,则扩展不确定度为:U=k uc=0.2 4d B(D.9)J J F1 9 6 62 0 2 2市场监管总局市场监管总局