GB T 9391-1988 船用雷达技术要求和使用要求 测试方法和要求的测试结果.pdf

1、中华人民共和国国家标准船用雷达技术要求和使用要求测试方法和要求的测试结果发布实施中华人民共和国电子工业部发布中华人民共和国国家标准船用雷达技术要求和使用要求测试方法和要求的测试结果中华人民共和国电子工业部批准实施本标准等同采用国际电工委员会中央办公室号文件船用雷达技术要求和使用要求测试方法和要求的测试结果第一篇技术要求和使用要求主题内容和适用范围本标准适用于船用导航雷达规定了性能要求及其鉴定检验注第一篇是以国际海事组织决议船用雷达性能标准为基础的凡含义与决议相同的条文均用黑体字印出无线电频率雷达设备工作的无线电频率在任何时刻均应在国际电信联盟颁发的无线电规则所规定的范围内目的雷达设备应能相对于

2、本船的其他水面船舶和障碍物浮标海岸线以及导航标志的位置这将有助于导航和避碰设备的安装应满足该设备所规定的性能标准性能要求所有雷达设备均应满足下述最低要求作用距离在正常传播条件下当雷达天线架设在海面以上高度时在无杂波情况下设备应清楚地显示出海岸线高度为的陆地距离为高度为的陆地距离为水面目标对总吨下同的船舶不管其首向如何距离为对长的小船距离为对有效反射面积约的导航浮标之类的目标距离为最小作用距离除量程选择器外不改变其他控制器的调整位置对第条所规定的水面目标从最小作用距离为到距离为应清楚地显示出来注最小作用距离是指在不大于的量程档上目标仍能与代表天线位置的点分离地显示的最短距离显示雷达设备应提供首向

3、向上非稳定相对平面位置显示在没有外部放大装置的情况下其有效显示直径不小于下列规定到以下的船舶为到以下的船舶为和以上的船舶一台雷达的显示器为另一台雷达的显示器为若放大后的显示精度在本标准的精度范围内也可以使用光学放大装置与雷达导航或避碰无关的任何信息只允许显示在屏幕有效直径的外面注显示器的有效直径是指指示管中心区域的直径任何方位刻度标志应在此区域外缘对非圆形显示器而言其有效直径是指显示屏幕的最小有效尺寸的有效显示直径分别对应于英寸的阴极射线管设备应提供下列两组显示量程中的任一组以及一档不小于且不大于的量程组的量程组设备还可以提供其他量程所提供的其他量程应比第条所要求的最小量程更小或者比第条所要求

4、的最大量程更大不应提供扫描起点延迟的量程设备在任何时刻都要清楚地指示所用的量程以及两距标环的间距距离测量距离测量指确定某目标到雷达天线的距离设备应提供测量距离用的下列固定电子距标环当设备按第条的规定提供量程时在到之间的量程上至少应有个距标环在其他量程上应有个距标环当设备按第条的规定提供量程时在每一量程上应有个距标环当设备具有偏心扫描装置时在每一量程上应增加另外的距标环使距标环能从最大偏心点开始一直延伸到显示器边缘在每一量程上附加距标环的间距应与第条或第条所提供距标环的间距相同设备应提供带数字式距离读数的活动电子距标活动距标的变化范围至少应覆盖从到最大量程的最大距离用固定距标和活动距标测量目标的

5、距离其误差不超过使用量程的最大距离的或取其大者固定距标和活动距标的亮度可调节并可调到在显示器上完全消失固定距标和活动距标的亮度应能单独调节首向指示首向应在显示器上用一条直线指示其最大误差不得超过船首线的宽度不大于首向应以一根电子扫描线从扫描原点延伸到显示器边缘注原点这个词应理解为本船的位置船首线至少应有的可调范围以便在设备安装时调整其精度达到或优于应有关掉船首线的装置该装置不会停留在船首线断开的位置上当船首线有亮度控制时不应使船首线暗到消失方位测量应能在显示器上迅速测定任一目标回波的方位用方位测定装置测量显示器边缘上的目标回波其方位测量精度应等于或优于分辨力在或小于的量程上在所用量程的的区间内

6、对方位相同的两个相似的小目标设备能分离地显示出该两目标的距离间隔应不大于在或的量程上在所用量程的的区间内对距离相同的两个相似的小目标设备能分离地显示出该两目标的方位间隔应不大于横摇或纵摇当船舶横摇或纵摇达时设备的作用距离仍能满足第条和第条的要求扫描雷达天线应按顺时针方向连续和自动地扫过方位转速应不低于设备应能在高达的相对风速情况下良好地运转如果确定雷达要与自动雷达标绘仪联用则在及以下量程时天线转速应不低于方位稳定设备应有使显示方位稳定在发送罗经方位上的装置为此设备应有罗经输入接口当罗经转速为时对发送罗经的复示精度应在以内雷达显示器应有首向向上显示方式当从一种显示方式转换到另一种方式时时间不超过

7、精度为当无罗经信号输入时设备应能以非稳定显示方式正常地工作性能检查应提供检查装置当设备工作时能容易地判别其性能是否明显低于安装时达到的校准标准并能在无目标情况下检查设备的调谐是否正确设备性能明显下降是指系统总的性能降低以上抗杂波装置应提供适当的方法抑制由海浪杂波雨雪和其他形式的降水云以及风沙造成的有害回波应能手动和连续调节抗杂波控制器在逆时针到底位置上抗杂波控制器不起作用另外可以配备自动抗杂波控制器但必须能断开它采用小的不连续步进方式调节抗杂波控制器应认为是连续的调节另外如果满足下述条件则也可采用非旋转式的控制器调节如果以直线运动方式调节在移向最左或最下位置时抗杂波装置应不起作用如果用一对按钮

8、工作当按下左边或下面按钮时抗杂波装置断开应具有抗杂波控制器工作状态的指示操作设备应能在显示器所在位置启动和操作操作控制器应便于操作者接近并易于辨认和使用凡控制器使用符号之处所用符号应符合电气设备用图形符号的规定注符合届决议航海雷达设备控制符号及设备用图形符号的规定为了移动显示器上某些参考标志的位置例如扫描原点电子方位线原点电子方位线与活动距标的交点可以采用摇杆滚球或其他相当的控制器参考点在显示器上的移动方向应与所用控制器动作方向一致设备从冷态启动后应在内完全正常工作设备应具有准备状态并能在内从准备状态转入工作状态如果在强的环境光线下为便于显示器的观察而需要用遮光罩时应考虑罩子的装拆方便遮光罩应

9、使操作者可能戴眼镜在各种环境光线下能正常地观察显示器的图像若遮光罩范围内有标绘装置或控制器则罩上应留有适当的手的进出孔以便于操作这些装置当手伸入或离开孔时进出孔应能自动地调节以挡住孔外的光线进入罩内外磁场干扰当设备在船上安装和调整好后无论船舶在地磁场中如何运动无需进一步调整设备的方位精度应保持在本标准所规定的范围内应充分限制外磁场的影响以保证设备在船上安装和调整后的方位精度保持不变海面或地面稳定真运动显示如具有海面或地面稳定显示显示的精度和分辨力至少应达到本标准的要求除了在人工干预情况下扫描原点的连续运动不应超出显示器半径的可以提供自动复位当扫描原点移动到靠近极限位置时设备应给出灯光报警也可以

10、加上音响报警但不需要时可断开当采用自动方式复位时应配以启动复位的手动控制器应能使扫描原点按照发送罗经和速度航程测量装置的输出进行移动还应有一个设置本船船速的手动控制器以不大于的增量从起调到以上扫描原点移动的速度应与速度输入信号相对应其误差应不超过或取其大者扫描原点移动的方向应与航向输入信号相对应其误差应不超过为补偿海流潮汐及海风的影响而在设备上装手动流向和流速控制器时流向海流方向控制器应以度作为刻度并且为了正确操作控制器的调节应与罗经方向一致流速控制器应能以不大于的增量在到以上的变化范围内输入流速数据标绘装置若设备带有标绘装置时应提供手动或自动标绘雷达目标的有效手段所用标绘装置至少应同反射式标

11、绘器一样有效装了反射式标绘器应配有单独的标绘器照明亮度调节装置并可调暗直至熄灭配合雷达信标工作所有在频段工作的雷达应能以水平极化方式工作所有在或频段工作的雷达可以以水平或垂直极化方式工作可加一装置使雷达在另一极化方式工作在这种情况下设备应能在显示器上转换极化方式应能断开可能会妨碍雷达信标显示的那些信号处理装置雷达的工作应当与符合国际海事组织所建议的相应雷达频段标准的扫频雷达信标相适应中间转换当安装多台雷达和中间转换装置时转换装置的设计应做到操作简单转换迅速在各种双雷达组合方式工作时雷达的性能应保持不变安全措施除为了维修可用人工干预装置外只有在波束扫描时天线才能辐射在设备手册中应注明射频辐射功率

12、密度分别为和时离天线的最大距离第二篇鉴定检验方法和要求的试验结果概述第二篇规定了鉴定检验方法和保证设备符合第一篇的要求所必须达到的试验结果总测试条件测试场地试验通常在鉴定检验主管机关所选定的试验场地进行除非另有商定在鉴定检验开始前生产单位应在试验场地安装好设备并保证其工作正常雷达天线高度在所有有关的测试中雷达天线的架设高度应高于水面约测试目标按本标准进行测试时所用测试目标的有效反射面积目标距离及高度是指一个点源目标而言该目标在相应频率上其有效反射面积为设置在距离上计算方法按附录补充件海况测量作用距离时应在静海情况下用一个测试目标来进行射频频率除非另有规定凡与射频频率有关的测试项目均只在标称工作

13、频率上进行电源除非另有规定测试时设备所加的电源电压应为标称值交流电源的频率应在标称值上分系统间隔除第条所允许的情况外凡根据本标准进行测试的设备均各采用天线馈线来连接发射机天线和接收机天线显示器和其他单元间用电缆相连对于发射机和接收机总是装在天线及天线座组合内的设备在进行鉴定校验时应不用上述的天线馈线需要时生产单位应提供适当的电缆和天线馈线生产单位或它的代表为符合本标准的要求可以提出设备各单元间配置的最大和最小距离供检验主管机关考虑技术资料应提供足够的技术资料以保证设备在鉴定检验期间的正确安装维修和操作作用距离测量方法此项测试应采用第条所规定的位于最小距离为的一个测试目标可用已知衰减量来衰减测试

14、目标的回波直到天线扫描次数中有的次数能在显示器上看到回波在测试中应尽实际可能按第条规定进行各项试验要求的结果设备应清楚地显示出测试目标当使用衰减时应记录测试目标在天线扫描次数中有的次数得到显示时所加的衰减量当对第条所规定的目标进行测试时在雷达显示器上应清楚地显示出来最小作用距离测量方法调整雷达使位于大约处的某个测试目标清楚可见并使第二个测试目标向雷达天线靠近当第二个测试目标与代表天线位置的一点不再分离地显示时记录下第二个测试目标的距离在测量过程中只允许适当调节量程和抗海浪杂波控制器在调节后应能在同一个抗海浪杂波控制器调定值上同时看到位于最小作用距离和位于处的两个目标若设备具有自动抗杂波装置则应

15、在手动和自动两种方式工作时进行测试要求的结果最小作用距离应不大于显示测量方法设备工作时用直尺测量显示画面的有效直径用目视法检查各档量程和距标环数目要求的结果有效显示直径和量程以及距标环数应符合第条和第条的要求距离测量测量方法利用测试目标或其他适当手段测定距标环和活动距标的距离要求的结果固定距标环和活动距标的误差应不超过所用量程最大距离的或取其大者首向指示测量方法用目视法检查船首线在显示器边缘测量船首线的宽度要求的结果船首线应符合第条的要求方位测量测量方法用雷达设备测量方位的总精度是通过对可识别目标的实际方位和用雷达所测得的方位进行比较而确定这个比较在范围内进行这些目标的实际宽度和它们离开雷达天

16、线的距离应使每个目标所对应的张角不大于每个目标离开雷达天线的距离还应在所用量程的之间任选下述方法进行测量利用单个目标放在相对于雷达天线座的已知方位上在围绕雷达天线座的已知方位上测量几个目标的雷达方位采用二个目标其相对于雷达天线的方位间隔为左右当雷达天线旋转时测量二个目标角度间隔的变化应对设备所具有的每一种方位测量手段重复上述全过程应通过适当的目视检查方法检查设备是否符合第条的其他要求要求的结果最大方位误差应不超过距离分辨力测量方法雷达显示器置于或以下的任一量程上在同一方位上设置二个雷达反射面积相等的测试目标其距离在所用量程的之间且彼此相距不大于将抗雨雪杂波控制器和雷达脉冲宽度调到其最小值调节抗

17、海浪杂波控制器和增益控制器使在次天线扫描中约有次能看到这二个目标目标回波不应饱和要求的结果在显示器上二个测试目标的回波应能分离地显示方位分辨力测量方法雷达显示器置于或的适当量程上在方位不同距离相等的位置上设置二个雷达反射面积相等的测试目标目标距离应在所用量程的之间将雷达的抗雨雪杂波控制器调到最小值调节抗海浪杂波控制器和增益控制器使在次天线扫描中约有次能看到这二个目标目标回波不应饱和减小二个目标的角度间隔直到它们的回波不再分离地显示为止要求的结果两个目标不再分离地显示时的角度间隔应不超过天线水平方向图定义天线水平方向图是一个曲线图形它表示在水平面内天线相对辐射电平与方位角的关系测量方法雷达天线的

18、水平方向图应当在天线的远场区域或者在能得到远场结果的区域内测定测量应在设备标称工作频率及生产单位规定的上下两边界频率上进行要求的结果远场水平方向图应符合表表要求表列数值仅指单程传播表主瓣相对于主瓣最大值的功率相对于主瓣最大值的位置以内以内表旁瓣相对于主瓣最大值的位置相对于主瓣最大值的最大功率以内以外横摇和纵摇性能此性能应由天线垂直方向图与第章作用距离性能测试的结果共同决定或者应证实设备满足第条的要求定义天线垂直方向图是一个曲线图形它表示在垂直面内天线相对辐射电平与角度的关系测量方法雷达天线的垂直方向图单程应当在天线的远场区域或者在能得到远场结果的区域内测定测量应在设备标称工作频率及生产单位规定

19、的上下两边界频率上进行要求的结果按第条的要求在第条的测试中用衰减方法或任何其他方法例如增加测试目标的距离已确定了设备性能余量时天线垂直方向图应满足在水平线内任何方向的相对响应电平的下降量应不大于第条测得的余量在第条测试中当衰减只加在接收路径或发射路径时第条中记录的衰减值应折半或者如果将第条测试中所用的测试目标放在不小于处见附录补充件仍能得到清楚指示则天线远场方向图在水平线任何方向内不应下降以上扫描测量方法应将天线天线座组合放置在能产生高达气流的风洞中天线驱动电机应以标称电压和标称频率供电如可能可以只用天线天线座组合来进行此项测试应在生产单位所规定的所有天线转速上测定天线的转速要求的结果在相对风

20、速高达时天线应能良好地启动和运转天线应连续地以从上向下看时为顺时针方向自动转过方位并且在所有量程上转速不低于如果确定雷达要与自动雷达标绘仪联用则在及以下量程天线转速应不低于方位稳定测量方法将罗经或罗经模拟器的输出信号加到雷达旋转应为顺时针方向在左右时间内达到的转速保持的转速至少持续在出现船首线后停止转动当此船首线下次再出现时应以度为单位记下复示误差按逆时针方向旋转重复上述测试过程应检查是否满足第条和第条的要求要求的结果复示误差应不超过当从一种显示方式转换到另一种方式例如由真北向上换成首向向上时时间不超过精度为当无罗经信号输入时设备应能以非稳定方式正常地工作性能检查测量方法采用适合于被测设备的方

21、法使雷达系统性能降低雷达系统性能的定义为有效辐射功率与最小可检测信号之间的分贝比要求的结果比原来系统性能下降和以上时设备应能辨认出来抗杂波装置测量方法在设备工作期间目视检查抗杂波装置的作用要求的结果设备应符合第条的要求操作测量方法在设备测量过程中应使用每一个外部控制器并目视检查设备是否满足第条的要求要求的结果设备应符合所提出的要求外磁场干扰测量方法应在设备工作时尽可能用目测法检查设备是否满足第条的要求要求的结果设备应符合第条的要求设备的方位精度应满足第条的要求海面或地面稳定测量方法根据需要设备在海面或地面稳定方式工作时重复第条第条第条和第条所规定的测试取扫描原点移动不小于所用量程半径的所需时间

22、或中较短的时间来测量扫描原点的运动要求的结果结果应分别符合第条第条第条和第条的要求在真运动任一量程上测得的扫描原点速度与由输入信号或手动速度设置算出的速度相比其误差应不超过或取其大者扫描原点的运动方向与罗经输入或手动航向设置相比时其误差不大于设备还应符合第条的所有其他要求标绘装置设备应符合第条所提出的对标绘装置的要求配合雷达信标工作应检查天线以证实它满足第条的要求如有必要应在设备工作时检查是否满足第条和第条的要求中间转换如果配备中间转换装置应符合第条的要求安全措施设备应符合第条的要求射频辐射测量方法雷达设备在最大天线平均辐射功率的状态下工作此状态取决于脉冲宽度和脉冲重复频率由量程开关选择测试时

23、天线应停止转动用相应频率范围的射频辐射测量仪按第条的要求测量天线附近的功率密度值要求的结果记录功率密度为处离天线窗口的最大距离同时还记录功率密度为处的最大距离附录建立两雷达目标的雷达反射面积回波面积间的关系的方法补充件目标大小变化的影响在相同环境条件下若目标的雷达反射面积或回波面积由换成则雷达所收到的反射功率相应地由变成其关系为故例把的反射器换成的反射器后雷达所收到的反射功率的变化为距离变化的影响不考虑以下各条所谈到的其他可能的影响时位于距离的目标所产生的反射功率与位于距离的同一目标所产生的反射频率间的关系成四次方反比当以分贝表示时方程变为例若距离由变成在不考虑下面所述的其他可能变化时功率变化

24、为目标高度和雷达高度对离散即非分布目标的影响波瓣分裂在从静海到中等海情的情况下在到达目标之前从海面反射的雷达波入射角等于反射角以矢量相加形式叠加于直接射向目标的雷达波对雷达而言此矢量相加形成一个功率提高因子当以分贝表示时其值会在和之间变化当使用离散目标或点源目标时这是相当重要的对波段和波段来说可从图和图上读出提高因子的数图和图中诸值所依据的数学公式参见第章例问题某波段雷达天线离海面高度为为能在的距离上得到的净效果应把一个尺寸很小的有效反射面积为的目标放在离海面多高之处答案此情况的提高因子通过查阅图中那条对应于的曲线可知应放高度的最小值为频率敏感性的影响从某些特定装置的几何尺寸与雷达反射面积的关

25、系公式中可看出有些型式的目标具有频率敏感性例如三角形角反射器在波段的性能与波段相比降低还应指出工作频率的变化对上述第条会有另外一些影响结论前面说明了在正常传播条件下影响给定雷达目标性能的诸因素这样就能以各种因子分贝表示的简单相加为比较两个雷达目标提供了一种理论方法例问题从某一特定角反射器的尺寸算出其自由空间雷达反射面积回波面积在波段时为此反射器架设在离海平面高度上距雷达天线天线架设高度为工作在波段上问与位于距雷达高度为的一个目标如例中所用到的目标相比预计此反射器反射回雷达的功率如何答案考虑各种有关的因子由于目标尺寸加大造成的功率变化为由于目标距离变远造成的功率变化为通过查阅图频率为目标高度为可

26、看出由于波瓣分裂在距离上造成的功率变化增强为将以上三项相加后我们便可得到答案为图图所用公式式中雷达高度指反射点处地球切面以上的高度目标高度工作频率微波传播速度雷达到目标的距离当考虑地面弯曲时高出地球切面的高度和应当分别由雷达和目标高出地球表面的高度和算出所用近似公式由几何关系所得为式中无线电地球的有效直径这里取这些公式没有考虑地球曲面反射所造成的波束发散的影响它使提高因子的最大值降低波瓣零点清除因而的最小值增加到大于图自由空间中的反射增量天线高度频率波段图自由空间中的反射增量天线高度频率波段附加说明本标准由上海无线电四厂和上海海运局负责起草自本标准实施之日起原电子工业部部标准船用导航雷达性能标准作废