路径: 主页 > GB/T > 第728页 > GB/T 46368-2025 | 标准编号 | GB/T 46368-2025 (GB/T46368-2025) | | 中文名称 | 北斗卫星导航系统测量型天线性能要求及测试方法 | | 英文名称 | Requirements and test methods for performance of geodetic antenna for BeiDou navigation satellite system | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | M50 | | 国际标准分类 | 33.200 | | 字数估计 | 42,426 | | 发布日期 | 2025-10-31 | | 实施日期 | 2026-02-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 46368-2025: 北斗卫星导航系统测量型天线性能要求及测试方法
ICS 33.200
CCSM50
中华人民共和国国家标准
北斗卫星导航系统测量型天线
性能要求及测试方法
2025-10-31发布
2026-02-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义、缩略语 1
3.1 术语和定义 1
3.2 缩略语 3
4 分类及组成 4
4.1 分类 4
4.2 组成 4
5 要求 4
5.1 天线性能 4
5.2 低噪声放大器性能 5
5.3 环境适应性 6
5.4 电磁兼容性 6
5.5 物理特性 6
6 测试方法 7
6.1 测试条件 7
6.2 天线性能 9
6.3 低噪声放大器性能 19
6.4 环境适应性 25
6.5 电磁兼容性 27
6.6 物理特性 28
附录 A(资料性) 测量型天线工作频段 29
附录B(资料性) 多探头球面近场测试 30
B.1 测试说明 30
B.2 测试系统 30
B.3 测试框图 30
B.4 测试步骤 31
B.5 数据处理 31
附录C(资料性) 室外相对校准法 33
C.1 测试说明 33
C.2 测试场 34
C.3 测试设备 34
C.4 测试框图 34
C.5 测试步骤 35
C.6 数据处理 36
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出并归口。
本文件起草单位:深圳市华信天线技术有限公司、嘉兴佳利电子有限公司、中国电子科技集团公司
第三十六研究所、和芯星通科技(北京)有限公司。
本文件主要起草人:王晓辉、张捷、张闯、赵丹华、叶云裳、王章春、姚文杰、徐广成、曹雪勇、赵杰、
周盛阳。
北斗卫星导航系统测量型天线
性能要求及测试方法
1 范围
本文件规定了北斗卫星导航系统(BDS)测量型天线的性能要求,描述了相应的测试方法。
本文件适用于北斗卫星导航系统(BDS)测量型天线(以下简称“测量型天线”)的设计、生产、使用和
检测。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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
本文件。
GB/T 2423.1 电子电工产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温
GB/T 2423.2 电子电工产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温
GB/T 2423.3 环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验
GB/T 2423.5 环境试验 第2部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击
GB/T 2423.7 环境试验 第2部分:试验方法 试验Ec:粗率操作造成的冲击(主要用于设备型
样品)
GB/T 2423.10 环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦)
GB/T 2423.17 环境试验 第2部分:试验方法 试验Ka:盐雾
GB/T 4208-2017 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 9390 导航术语
GB/T 17626.2-2018 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验
GB/T 17626.5-2019 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验
GB 50826-2012 电磁波暗室工程技术规范
3 术语和定义、缩略语
3.1 术语和定义
GB/T 9390界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
以天线相位中心为坐标系原点,以天线轴向为Z 轴,在过原点且垂直于Z 轴的平面内,选定某一方
向作为天线参考方向,以该方向为X 轴,经过原点且与Z 轴、X 轴垂直的轴为Y 轴,X、Y、Z 轴构成的
右手坐标系。
注:天线坐标系常采用球坐标系,球面上任一点P 与坐标原点O 的连线在XOY 平面的投影与X 轴的夹角为φ,OP
与Z 轴的夹角为天线指向角θ,OP 与XOY 平面的夹角为天线俯仰角,θ与天线俯仰角互为余角,如图1所示。
图1 天线坐标系
3.1.2
测量型天线 geodeticantenna
在卫星导航定位高精度测量系统中,用于接收导航卫星发射的电磁波信号并通过射频电缆组件输
出到卫星导航定位接收机主机,具有稳定相位中心的装置。
3.1.3
应用于连续运行参考站的测量型天线。
3.1.4
流动站天线 roverantenna
应用于移动终端设备的测量型天线。
3.1.5
表征天线产生的电磁场特性量的空间分布。
3.1.6
天线增益 antennagain
输入功率相同时,天线在某一方向上的辐射强度与理想点源辐射强度之比。
注1:如果不特别说明,天线增益通常指最大辐射方向的增益。
注2:如天线无损耗,则给定方向上的天线增益在数值上和它的方向性系数相同。
3.1.7
不圆度 un-roundness
在某一仰角(与θ互为余角),与天线轴向垂直的平面上,0°~360°天线方向图的最大值和最小值与
平均值的偏差绝对值的较大者。
注:平均值是指该平面方向图中最大间隔不超过5°方位上电平值(dB)的算术平均值。
3.1.8
滚降系数 rol-offfactor
天线方向图轴向(θ=0°)值与轴向垂直方向(θ=90°,φ=0°~360°)值之比。
3.1.9
前后比 front-to-backratio
天线方向图轴向(θ=0°)值与背向±30°角域内的最大值之比。
3.1.10
天线极化 antennapolarization
在垂直于电磁波信号传播方向的平面内,电场矢量端点随时间变化的轨迹。
3.1.11
轴比 axialratio
椭圆极化的长轴与短轴之比。
注:圆极化是椭圆极化的特例。
3.1.12
带外抑制 outofbandrejection
对工作频段以外信号的抑制程度。
3.1.13
群时延 groupdelay
信号通过被测设备的传输时间,为相位特性对角频率的导数。
注:群时延按公式(1)计算。
τ= -
dϕ(ω)
dω
(1)
式中:
τ ---群时延,单位为秒(s);
ϕ(ω)---信号的相频特性函数,单位为弧度(rad);
ω ---信号的角频率,单位为弧度每秒(rad/s)。
3.1.14
群时延变化 groupdelayvariation
在各工作频段内群时延随频率变化的峰峰值。
3.1.15
放大器进入非线性区后增益下降到比线性区增益低1dB时的输出功率值。
3.1.16
天线上用于安装天线及相位中心标校的指定点位。
注:通常由制造厂家说明,一般为天线底部安装面与天线几何中心轴线的交点。
3.1.17
天线相位中心 antennaphasecenter
天线远区辐射场等相位面的曲率中心。
3.1.18
相位中心偏差 phasecenteroffset;PCO
天线相位中心与天线几何中心之间的偏离。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
DC:直流电(DirectCurrent)
LNA:低噪声放大器(LowNoiseAmplifier)
4 分类及组成
4.1 分类
测量型天线分类如下:
a) 按应用场景:参考站天线和流动站天线;
b) 按安装方式:外置测量型天线和内置测量型天线。
4.2 组成
测量型天线为有源天线,由无源天线、低噪声放大器和天线罩等组成,其中无源天线由天线辐射单
元、馈电单元、匹配单元等组成,内置测量型天线无天线罩。
5 要求
5.1 天线性能
5.1.1 工作频段
测量型天线应接收北斗卫星导航系统(BDS)的卫星导航信号,天线工作频段见附录A,具体由产品
标准规定。
5.1.2 输出电压驻波比
天线输出电压驻波比应不大于2.0。
5.1.3 天线极化
天线极化应为右旋圆极化。
5.1.4 轴向轴比
参考站天线:轴向轴比应不大于2.0dB。
流动站天线:轴向轴比应不大于3.0dB。
5.1.5 仰角20°轴比
参考站天线:仰角20°方向轴比应不大于4.0dB。
流动站天线:由产品标准规定。
5.1.6 相位中心偏差
参考站天线:相位中心水平方向偏差应不大于1.5mm。
流动站天线:相位中心水平方向偏差应不大于2.5mm。
参考站天线和流动站天线垂直方向偏差由产品标准规定。
5.1.7 天线增益
参考站天线:天线增益应不小于5.0dBi。
流动站天线:由产品标准规定。
5.1.8 仰角20°不圆度
参考站天线:仰角20°不圆度应不大于±1.0dB。
流动站天线:仰角20°不圆度应不大于±2.0dB。
5.1.9 仰角20°增益
参考站天线:仰角20°增益应不小于-5.0dBi。
流动站天线:由产品标准规定。
5.1.10 前后比
参考站天线:前后比应不小于20.0dB。
流动站天线:由产品标准规定。
5.1.11 滚降系数
参考站天线:滚降系数应不小于11.0dB。
流动站天线:由产品标准规定。
5.2 低噪声放大器性能
5.2.1 增益
由产品标准规定。
5.2.2 带外抑制
接收信号下边频-100MHz和上边频+100MHz处,低噪声放大器带外抑制应不小于30.0dB。
5.2.3 增益平坦度
在各工作频段范围内,低噪声放大器增益平坦度应不大于±2.0dB。
5.2.4 群时延变化
在各工作频段范围内,低噪声放大器群时延变化应不大于5ns。
5.2.5 1dB压缩点输出功率
在各工作频段范围内,低噪声放大器1dB压缩点输出功率应不小于0dBm。
5.2.6 噪声系数
在各工作频段范围内,低噪声放大器噪声系数应不大于2.0dB。
5.2.7 输出电压驻波比
在各工作频段范围内,低噪声放大器输出电压驻波比应不大于2.0。
5.2.8 电源适应性
直流电压应为3.3V~12V,工作电流应不大于100mA。
5.3 环境适应性
5.3.1 温度
工作温度:-40℃~+85℃。
存储温度:-55℃~+85℃。
5.3.2 湿热
外置测量型天线应能承受6.4.5规定的温度为(40±2)℃、相对湿度为(93±3)%的恒定湿热试验。
5.3.3 外壳防护
除另有规定外,外置测量型天线应符合GB/T 4208-2017规定的IPX7外壳防护等级。
5.3.4 盐雾
外置测量型天线的盐雾要求由产品标准规定。
5.3.5 振动
天线振动要求由产品标准规定。
5.3.6 冲击
天线冲击要求由产品标准规定。
5.3.7 跌落
外置测量型天线应能承受6.4.10中规定的跌落试验。
5.4 电磁兼容性
5.4.1 静电放电抗扰度
天线应能承受GB/T 17626.2-2018中表1规定的接触放电等级2和空气放电等级3的静电放电
抗扰度试验;试验过程中功能或性能可暂时丧失或降低,但在骚扰停止后应能自行恢复,不需要操作者
干预。
5.4.2 浪涌(冲击)抗扰度
参考站天线应能承受GB/T 17626.5-2019中表1中规定的等级4的浪涌(冲击)抗扰度试验,流动
站天线浪涌(冲击)抗扰度试验等级由产品标准规定;试验过程中功能或性能可暂时丧失或降低,但在骚
扰停止后应能自行恢复,不需要操作者干预。
5.5 物理特性
5.5.1 尺寸
由产品标准规定。
5.5.2 质量
由产品标准规定。
5.5.3 接口
天线接口要求如下:
a) 机械接口:由产品标准规定;
b) 射频接口:外置测量型天线宜采用尼尔-康塞曼螺纹口(TNC)型接口,内置测量型天线宜采用
微型同轴连接器(MCX)型接口,具体由产品标准规定;
c) 特征阻抗:射频接口的特征阻抗应为50Ω。
5.5.4 外观
天线应外观良好,表面光洁,金属零件表面应有防锈防腐蚀涂层;天线标签、代号应清楚完好,外置
测量型天线应有指北或定向标志。
6 测试方法
6.1 测试条件
6.1.1 被测天线状态
被测天线应完成装配调试,技术状态已固化。
6.1.2 测试环境条件
除另有规定外,所有测试应在如下测试用标准大气条件下进行:
a) 温度:15℃~35℃;
b) 相对湿度:25%~75%;
c) 气压:86kPa~106kPa。
6.1.3 测试场
6.1.3.1 测试场类别
天线性能测试场可采用微波暗室远场和微波暗室球面近场,微波暗室应满足GB 50826-2012的
要求,微波暗室中的多探头球面近场测试见附录B。当需要仲裁时,应以微波暗室远场测试结果为准。
6.1.3.2 远场测试几何关系图
远场测试几何关系图如图2所示,其中发射天线安装高度(h)与被测天线安装高度(H)相同。
单位为米
标引序号(符号)说明:
1 ---发射天线;
2 ---被测天线;
d ---发射天线辐射孔径的最大线尺寸;
D ---被测天线辐射孔径的最大线尺寸;
h ---发射天线安装高度;
H ---被测天线安装高度;
R ---发射天线到被测天线的距离。
图2 远场测试几何关系图
6.1.3.3 远场测试距离条件
远场测试时,发射天线与被测天线之间的距离应满足公式(2)或公式(3)规定的远场距离要求,即:
当D/λ≥1:
R ≥
2(D+d)2
(2)
当D/λ< 1:
R ≥10λ (3)
式中:
d---发射天线辐射孔径的最大线尺寸,单位为米(m);
D---被测天线辐射孔径的最大线尺寸,单位为米(m);
R---发射天线到被测天线的距离,单位为米(m);
λ ---天线工作波长,单位为米(m)。
6.1.4 测试仪器设备
测试用仪器设备应经过计量部门计量,经确认合格并在有效期内;测试用仪器设备应具有足够的分
辨力、准确度和稳定性,其性能应满足被测性能指标的要求,除另有规定外,其精度应至少优于被测指标
精度的三分之一量级。
测试仪器设备包括:
a) 发射天线:包括线极化发射天线、左旋圆极化发射天线、右旋圆极化发射天线,圆极化发射天线
的轴向轴比应不大于1.5dB;
b) 标准增益天线:通过计量用于天线测试中对比增益的标准天线,为线极化天线;
c) 矢量网络分析仪:通过施加激励源到被测天线并接收和处理响应信号的仪器,用于测量天线方
向图、增益、轴比、电压驻波比等参数;
d) 频谱分析仪:频域测量中进行信号观测和分析的仪器,在天线测试中,用于测量载波功率、交调
互调、信号边带等参数;
e) 信号源:产生测试激励信号的仪器;
f) 转台及控制设备:在天线方向图测试中,使被测天线和发射天线之间做相对运动的装置;
g) 馈电器:将直流电(DC)馈入射频电路(电缆),或将其分离的射频组件;
h) 噪声系数分析仪:用于测量低噪声放大器噪声系数的仪器;
i) 匹配负载:天线测试过程中,连接在空置的射频接口,用来吸收全部入射波功率的终端器件,特
征阻抗为50Ω;
j) 直流稳压电源:提供稳定、可靠直流电源的设备,要求电压精确、可调;
k) 数字多用表:测试被测天线供电电压、电流等参数的电子仪器;
l) 量具:用于测量天线尺寸的设备;
m) 衡具:用于测量天线质量的设备。
6.2 天线性能
6.2.1 工作频段
在被测天线各工作频段内,测试天线的输出电压驻波比、天线增益参数,具体方法见6.2.2、6.2.7。
6.2.2 输出电压驻波比
6.2.2.1 测试说明
在微波暗室中采用矢量网络分析仪进行测试。
6.2.2.2 测试框图
天线输出电压驻波比测试框图如图3所示,其中图3a)为无源天线测试框图,图3b)为有源天线测
试框图。
a) 无源天线 b) 有源天线
注:图中实线表示射频信号,虚线表示直流供电。
图3 天线输出电压驻波比测试框图
6.2.2.3 测试步骤
测试步骤如下:
a) 按图3连接测试仪器设备(不包含被测天线),对于有源天线,通过馈电器进行供电,加电预
热,确保测试仪器设备工作正常;
b) 设置矢量网络分析仪的状态参数,如测试频率范围、射频输出功率、参考电平值、选择VSWR
模式和S参数等;
c) 选择适用的校准套件,对天线测试链路(含矢量网络分析仪及与天线相连的电缆等)进行校准;
d) 将被测天线测试端口连接到接收电缆端口,非测试端口连接匹配负载;
e) 记录矢量网络分析仪显示的输出电压驻波比曲线数据;
f) 若被测天线有多个端口,更换测试端口,重复步骤b)~e),测试被测天线其他端口的输出电压
驻波比曲线数据。
6.2.2.4 数据处理
取被测天线各端口工作频段内输出电压驻波比曲线数据的最大值作为被测天线的输出电压驻
波比。
6.2.3 天线极化
6.2.3.1 测试说明
测试说明如下:
a) 采用微波暗室远场测试法;
b) 天线极化的测试采用分别与左旋圆极化发射天线、右旋圆极化发射天线对比测试的方法;
c) 左旋圆极化发射天线与右旋圆极化发射天线的增益相差不大于1.5dB,且轴向轴比不大于
1.5dB。
6.2.3.2 测试框图
天线极化测试框图如图4所示,其中图4a)为无源天线测试框图,图4b)为有源天线测试框图。
a) 无源天线 b) 有源天线
注:图中实线表示射频信号,虚线表示直流供电。
图4 天线极化测试框图
6.2.3.3 测试步骤
测试步骤如下:
a) 按图4连接测试仪器设备(不包含被测天线),对于有源天线,通过馈电器进行供电,加电预
热,确保测试仪器设备工作正常;
b) 设置矢量网络分析仪的状态参数,如测试频率范围、射频输出功率、参考电平值、选择传输模式
和S参数等;
c) 在发射天线处安装左旋圆极化天线并连接发射电缆,并与被测天线轴向对准,将被测天线测试
端口连接到接收电缆端口,非测试端口连接匹配负载;
d) 记录矢量网络分析仪显示的S21数据,用S21LHCP表示;
e) 将发射天线处的左旋圆极化天线换成右旋圆极化天线,并与被测天线轴向对准,测试并记录矢
量网络分析仪显示的S21数据,用S21RHCP表示;
f) 若被测天线有多个端口,更换测试端口,重复步骤b)~e),测试被测天线其他端口的S21参数。
6.2.3.4 数据处理
数据处理方法如下:
a) 若S21RHCP-S21LHCP >10.0dB,则被测天线极化为右旋圆极化;
b) 若S21LHCP-S21RHCP >10.0dB,则被测天线极化为左旋圆极化。
6.2.4 轴向轴比
6.2.4.1 测试说明
采用微波暗室远场测试法,发射天线采用线极化天线。
6.2.4.2 测试框图
天线轴向轴比测试框图如图5所示,其中图5a)为无源天线测试框图,图5b)为有源天线测试框图。
a) 无源天线 b) 有源天线
注:图中实线表示射频信号,虚线表示直流供电。
图5 天线轴比测试框图
6.2.4.3 测试步骤
测试步骤如下:
a) 按图5连接仪器设备(不包含被测天线),对于有源天线,通过馈电器进行供电,加电预热,确保
测试仪器设备工作正常;
b) 设置矢量网络分析仪的状态参数,如设置测试频率范围、射频输出功率、参考电平值、选择传输
模式和S参数等;
c) 调整发射天线与被测天线,使其轴向对准,将被测天线测试端口连接到接收电缆端口,非测试
端口连接匹配负载;
d) 缓慢旋转线极化发射天线绕轴一周,矢量网络分析仪实时显示不同角度的S21曲线;
e) 记录旋转过程中,S21曲线出现的两个极大值S21max1、S21max2和两个极小值S21min1、S21min2;
f) 改变测试频点,重复步骤b)~e),测试被测天线不同频点的S21参数;
g) 若被测天线有多个端口,更换测试端口,重复步骤b)~f),测试被测天线其他端口的S21参数。
6.2.4.4 数据处理
按公式(4)计算不同频点的轴向轴比值,取所有频点轴向轴比的最大值作为被测天线轴向轴比。
AR=20lg(
10S21max1/20+10S21max2/20
1010S21min1/20+10S21min2/20
) (4)
式中:
AR ---圆极化天线轴比,单位为分贝(dB);
S21max1 ---S21曲线第一个极大值,单位为分贝(dB);
S21max2 ---S21曲线第二个极大值,单位为分贝(dB);
S21min1 ---S21曲线第一个极小值,单位为分贝(dB);
S21min2 ---S21曲线第二个极小值,单位为分贝(dB)。
6.2.5 仰角20°轴比
6.2.5.1 测试说明
采用微波暗室远场测试法,发射天线采用线极化天线。
6.2.5.2 测试框图
天线仰角20°轴比测试框图如图5所示。
6.2.5.3 测试步骤
测试步骤如下:
a) 按图5连接测试仪器设备(不包含被测天线),对于有源天线,通过馈电器进行供电,加电预
热,确保测试仪器设备工作正常;
b) 设置矢量网络分析仪的状态参数,如设置测试频率范围、射频输出功......
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