GB T 15658-1995 城市无线电噪声测量方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准城市无线电噪声测量方法发布实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准城市无线电噪声测量方法国家技术监督局批准实施主题内容与适用范围本标准规定了城市无线电噪声场强的地面测量方法及数据处理方法本标准适用于无线电业务的保护引用标准电磁兼容术语电磁干扰测量仪术语本标准术语除符合规定外还应符合下列规定城市无线电噪声在城市市区或郊区主要由于各种人为干扰源产生的并以辐射形式传播的综合无线电噪声场强值在测量时间内有的时间无线电噪声不超过某一给定值的场强值见图图场强值示意图的取值应满足式式中测量时间内无线电噪声场强值不超过的时间测量时间同理可定义场强值或场强值表征无线电噪声场强的参数等效

2、天线噪声系数本标准采用等效天线噪声系数表征城市无线电噪声场强式中等效天线噪声系数带宽条件下从一等效无耗天线可得到的噪声功率波尔兹曼常数参考温度通常可取干扰测量仪等效噪声功率带宽可按附录的方法确定式中的最大值干扰测量仪检波器前的传输特性与取相同单位频率等效天线噪声系数与均方根值电压的关系式中干扰测量仪输入端均方根值电平频率总天线校正系数的值可由下式计算式中天线校正系数天线馈线损耗天线插入损耗包括阻抗失配误差等当天线与接收机为配套产品时与均包括在总天线校正系数内即非配套产品时按两端口网络测量根据天线以及接收机的输入端电压驻波比近似估算可按附录的方法确定等效天线噪声系数的测量具有均方根值检波功能的测

3、量接收机可由该仪表读出的应用式求得等效天线噪声系数仪器指标应符合均方根值测量接收机的相应要求并应有与均方根值测量结果成线性关系的记录仪输出端口不具有均方根值检波功能的测量接收机可借助一真有效值电压表进行测量按图方法测得再由式求得等效天线噪声系数图的测量仪表要求测量接收机应具有中频输出端子输出的中频频率为输出的中频信号带宽可由接收机面板控制其电平应能推动真有效值电压表测量接收机亦可由带有射频预选器的频谱仪替代真有效值电压表为直读式宽带它对任何波形的信号都能指示其真正有效值其工作频率的高端应不低于测量接收机等效噪声功率带宽的一半与其中频频率之和并应有与该表读数成线性关系的记录仪输出端口对该表的过载

4、特性与时间常数的要求应符合组成的均方根值测量接收机的脉冲特性要求接线将具有校正系数的天线接于测量接收机输入端其中频输出用同轴电缆接至真有效值电压表输入端选择真有效值电压表的量程使中频信号不被本机噪声所淹没按图构成的仪器的总体指标应符合对均方根值测量接收机的要求定标将一具有分贝刻度的高频信号发生器的输出等幅信号接于测量接收机输入端测量接收机高频衰减器置于中频衰减器足够大无信号时真有效值电压表不出现测量接收机的本机噪声此时衰减器读数为为与之和定标过程中保持不变将高频信号发生器输出电平从零开始增加相应地改变真有效值电压表的量程该表电压读数为应观察到与干扰测量仪输入端均方根值电平呈线性关系同时用测量接

5、收机的准峰值检波表进行监视当增加直至准峰值表头满度时为止此时的数值分别为及自值开始递减信号发生器的输出并读出相应的直到受真有效值电压表本机噪声限制为止可做出与的曲线或以函数形式表示根据此曲线读出即可知至此定标完毕定标后测量等效天线噪声系数时对测量接收机的检波方式不再提出要求经过这样定标的均方根值接收机以下为真有效值电压表的可读数范围由于受过载的限制经定标后的均方根值接收机允许测量的最低脉冲重复频率由式计算式中允许测量的最低脉冲重复频率测量接收机的检波器前过载系数图与的关系示意图预放器当无线电噪声场强较弱时可在测量接收机输入端加接预放器预放器的本机噪声增益动态范围均视为测量接收机的一部分处理预放

6、器引起的互调产物的电平应低于被测无线电噪声电平预放器的噪声系数应优于有困难时可以放宽此时放弃一部分低噪声地区的测量测量接收机本机噪声的剔除测量时如接收机的本机噪声超过被测无线电噪声时应按式从被测值中消除本机噪声的影响式中剔除本机噪声的无线电噪声测量值包括本机噪声在内的无线电噪声测量值无输入时本机噪声的测量值及的值可由下式算出式中当按方法测量时仪表的读出值当按条方法测量时用图定标后由求出的值最后测量结果为式中剔除本机噪声的无线电噪声测量值测量天线使用垂直振子天线测量垂直电场强度固定点测量时应保证天线接地电极的良好接地带有地网的垂直振子可直接置于地面其余类型天线振子低端距地面高移动测量时天线置于车

7、顶使用水平面无方向性的垂直极化天线测量垂直电场强度无论车载或固定天线中心距地面高度在环境场强很弱的条件下在频段固定点测量时允许使用水平面有指向性的垂直极化振子天线例如对数周期天线此时天线指向干扰最强方向天线不得置于建筑物上测量频率点频测量允许偏差应避开广播电视通信等强发射频率必要时针对具体干扰源的主辐射频率或其谐波频率进行测量当环境噪声电平变化不超过左右时可进行宽频带扫描测量此时只有在采用最大值保持功能并多次重复扫描才能获得正确的结果测量结果的记录允许应用下列记录方法之一进行测量结果的记录对每一频率每一地点有效测量时间不少于无论用那种记录方式必须确认记录设备的机械与电气部件对测量系统不形成辐射

8、的或传导的电磁干扰笔记录仪记录将笔记录仪接于均方根值测量接收机或真有效值电压表的记录仪输出端进行定标然后记录笔的全行程时间不大于纸速不低于每分钟数据处理时每秒读取数据不少于个磁带记录仪记录将数字磁带记录仪或模拟磁带记录仪接在均方根值测量接收机或真有效值电压表的记录仪输出端进行定标然后记录记录仪通带不窄于记录仪本机噪声低于最小记录信号数据处理时每秒读取数据个量化时用不低于位的变换器微型计算机磁盘存贮将微型计算机的变换器输入端接在均方根值测量接收机或真有效值电压表的记录仪输出端进行定标然后记录被记录信号直接读入微机变换器位数不低于位每秒读取数据个扫描测量当扫描测量时可用条或条的方法进行记录但必须用

9、另一信道同时记录与频率或频率的对数成正比的电压并进行定标当用条方法时记录仪工作于方式轴为频率轴测量仪表电源供给直流供电可用仪器本身的电池组或外部电池供电不允许使用车辆本身的蓄电池为仪器供电用外部蓄电池供电时应注意电源的接仪器机壳的一极的极性防止短路蓄电池任何一极都不允许与车辆外壳搭接交流市电供电当使用交流市电为固定点测量提供仪器电源时电源线应包括安全地零线及相线共三根并按有关国家标准使用插座额定电压电源线应从仪器接天线电缆的另一侧接至仪器并确认交流电源的干扰不增加仪器本机噪声汽油发电机供电当使用小型汽油发电机为仪器供电时汽油机应有无线电干扰抑制措施电源输出端应先接以滤波器再接仪器固定点测量时汽

10、油发电机距仪器与天线的距离应大于不允许电源线通过天线下方并确认汽油发电机的干扰不增加仪器的背景噪声选点与数据处理按环境普查环境重点调查及干扰源重点调查三类分别规定环境无线电噪声普查目的是收集城市综合无线电噪声场强作为控制整体噪声的基础数据并可作为该城市的技术档案普查的数据按功能区进行处理功能区的划分应按各城市环境保护部门划分的物理噪声功能区为准划分为工业区商业区居住区和郊区四类选点将城市划分为或的方格方格的划分位置应与国家测绘部门地图相一致方格中心为测量点当在测量点上不能进行测量工作时允许偏差方格边长的或该点不测数据处理每个测点每个频率按条的取样率进行取样计算其场强值瞬时最大值最小值子样标准差

11、对某个功能区将各个频率各个测点的场强值统一进行线性回归求得该城市这一类型功能区的场强值的频率特性同理可求及场强值的频率特性进行此种计算时频率值应取对数环境无线电噪声重点调查针对某一个保护对象或某一保护地域研究其周围的无线电噪声环境此类测量不再划分功能区测量频率可按条的规定也可根据需要只测量某些特定频率选点对某一保护对象在其四周东西南北四个方向上设点各点距该保护对象的边界外的距离应为对某一保护地域指该地域面积大于的情况在该地域内每选一点地域边界外的东西南北方向各选一点数据处理按照条进行当测量频点少于个时不统计频率特性干扰源重点调查研究某个重点干扰源对城市无线电噪声的影响以便采取相应措施进行控制对

12、高压架空送电线变电站电气化铁路内燃机点火系统以及工业科学医疗射频设备等重点干扰源按有关国家标准执行对交通干线的无线电辐射噪声的测量按本条方法进行选点测量点选在交通干线距最外侧一条机动车道中心线外处如该点不能架设天线允许变化选点时应考虑到高架桥与高架线路的测量测量点应避开有源或无源干扰例如高压架空送电线电气化铁路高大建筑等数据处理每个频率按条的取样率进行取样计算场强值瞬时最大值最小值子样标准差将各个频率的场强值进行线性回归求得该交通干线的场强的频率特性进行此种计算时频率值取对数按同理求出场强值的频率特性测量时间对于环境无线电噪声普查测量时间选在当地时间以及范围内在此时间以外进行测量时应对时间引起

13、的电平差进行修正对于环境无线电噪声重点调查除按条进行之外并应根据被保护对象的要求选定测量时间对于干扰源重点调查应根据其工作时间确定测量时间对于交通干线应分别选在其繁忙时间及非繁忙时间进行并注明测量时间相距以上的测量数据不得统一进行数据处理根据需要可进行监测除重点调查外推荐只使用频率每小时有效记录时间在电平变化较快的时间例如工业区的换班时间商业区的营业开始与结束时间交通干线的凌晨及午夜公共车辆出车收车时间上班后及下班前的交通繁忙时间等前后需要记录一次根据监测数据绘制全天的或场强值及标准差曲线各电平点之间用直线连接附录城市无线电噪声测量报告大纲参考件背景资料根据实际可能将下列背景资料编入报告环境无

14、线电噪声普查工业区该区的工业性质如钢铁化工机械制造铁路枢纽等用电量上下班制度等商业区该区的营业时间用电量平均商店密度是否允许机动车通行等居住区该区的用电量平均居住密度户或平均人口密度人等郊区在该区有无孤立的大型工厂科研单位等环境无线电噪声重点调查距重点保护对象边界范围内的各种干扰源保护对象或单位是否与其他干扰源共用配电变压器共用低压配电线路等干扰源重点调查干扰源性质类型台数位置耗电工作时间等对交通干线需记录双方向的车道数目按全天交通的繁忙程度统计每小时通过的汽车辆数测量系统组成的说明以及测量仪表天线微型计算机等硬件的型号厂家联接框图面板设置等计算机应用软件的说明以及流程图测量实施细则包括功能区

15、划分测量点位置测量时间测量内容等统计处理结果即条条或条的数据讨论与分析结论与建议参考资料附录等效噪声功率带宽的确定参考件测量接收机等效噪声功率带宽的测定测量接收机做如下设置通带设置于欲测带宽上设置一定数值的高频及中频衰减器以保证本机噪声不反应在仪器输出示值上并保证仪器工作于线性范围检波方式任意在测量过程中保持不变工作频率任意保持不变输出指示用线性不可用分贝指示将一频率稳定分辨率足够高的等幅高频信号发生器接于测量接收机的输入端频率调整至测量接收机工作频率上调节输出电平使测量接收机的输出指示为满度的记下此时的电压幅度为将信号发生器的频率左右偏调并随时记下不同频率时的输出指示值可得到一批与的关系数据

16、将各平方并画在方格坐标纸上可得到对频率的曲线如图所示求曲线下的面积则显然式是符合式的定义的图曲线下的面积频谱仪等效噪声功率带宽的测定频谱仪做如下设置分辨率带宽设置于欲测值上设置的高频衰减器以便保护其混频器扫描宽度设置为零中心频率设置任意并保持不变屏幕坐标用线性不可用分贝显示将一频率稳定分辨率足够高的等幅信号发生器接于频谱仪的输入端频率调整至频谱仪中心频率上调节输出电平使频谱仪屏幕显示的一条横线位于屏幕的位置记下此时的电压幅度为或功率若频谱仪的显示为电压则重复条至条并用式求值若频谱仪的显示为功率则求出随频率变化的曲线下的面积并由式求式中的最大值等效噪声功率带宽的近似确定方法对于临界耦合的双调谐回

17、路式中带宽带宽所以当已知测量接收机选择性曲线接近临界耦合双调谐回路时只需测定其或而不必测出整个对于大多数频谱分析仪式中频谱仪的分辨率带宽可从频谱仪面板设置上读出附录阻抗失配误差的估算参考件失配误差的计算天线作为信号源通过馈线接至接收机输入端当天线与馈线以及馈线与接收机输入阻抗失配时接收机端口电压将不同于完全匹配时的端口电压从而引入失配误差失配时接收机端口电压为式中失配时接收机端口矢量电压完全匹配时接收机端口矢量电压接收机端口反射系数矢量天线端口反射系数矢量馈线电缆长度相位常数的值由下式计算式中工作波长则失配误差为式中失配误差实际上失配误差可为正值或负值失配误差的估算按式计算失配误差比较繁琐有时反射系数的复量为未知更增加了计算困难从工程要求出发可进行近似计算当所关心的是误差的最大范围时式可写为则式可写为式中接收机端口电压驻波比模量天线端口电压驻波比模量附加说明本标准由国家无线电管理委员会提出本标准由国家无线电管理委员会归口本标准由北方交通大学负责起草本标准主要起草人张林昌王凤兰本标准编制组成员张林昌王凤兰谢远生张桂英高玉田岳芝维姜春荣陈霞生