高清可复制 HB 8766-2025 民用飞机复合材料雷达罩电性能试验方法

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　　HB 8766-2025

　　民用飞机复合材料雷达罩电性能试验方法

　　Test method for electrical performance of composite radome for civil aircraft

　　2025-08-19 发布 2026-03-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　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。

　　本文件由中国航空工业集团有限公司提出。

　　本文件由中国航空综合技术研究所归口。

　　本文件起草单位：中国航空工业集团公司济南特种结构研究所、上海飞机设计研究院、中航通飞华南飞机工业有限公司、中国航空综合技术研究所。

　　本文件起草人：轩立新、门薇薇、李群英、孙世宁、许 群、刘尚吉、张晓刚、曾小苗、王 宁。本文件为首次发布。

　　民用飞机复合材料雷达罩电性能试验方法

　　1 范围

　　本文件规定了民用飞机复合材料雷达罩(以下简称雷达罩)的电性能试验基本要求和方法。

　　本文件适用于民用运输类飞机复合材料雷达罩的电性能试验,其他民用航空器复合材料雷达罩/天线罩可参考使用。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件。

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　雷达罩 radome

　　雷达天线的电磁窗口和保护罩，一般安装在飞机机头前端，雷达罩既能保护内部雷达天线免受气流和各种有害环境的影响，又能作为雷达天线的电磁透波窗口，满足雷达天线对它的电性能要求。

　　3.2

　　被测天线 test antenna

　　用于雷达罩电性能试验系统中，安装在雷达罩内部，与雷达罩配套使用的装机雷达天线或等效天线。

　　3.3

　　发射天线 transmitting antenna

　　从传输线的导行波到自由空间波的转换器件，发射天线的极化方式和工作频率应与被测天线匹配。

　　3.4

　　天线极化 antenna polarization

　　描述天线辐射电场矢量空间指向的参数，是指在垂直于传播方向的平面内，电场矢量端点随时间变化的轨迹。

　　3.5

　　天线电轴 antenna electrical boresight

　　由天线辐射性能确定的轴，例如：圆锥扫描或单脉冲天线系统的零点方向，或强方向性天线的波束轴。

　　3.6

　　方向图 pattern

　　天线方向图通常绘制在指定极化和平面的矩形图上。它通常显示为y 轴上从主波束向下的信号强度(dB)与 x 轴上以度为单位测量的扫描角度的关系。它也可以绘制成 3D 图形形式，即 z 轴上主波束向下的信号强度(dB)与 x 轴和y 轴上的扫描角度(度)的关系。可以从 3D 方向图中提取任何平面切割图。

　　3.7

　　传输效率 transmission efficiency

　　雷达罩的电性能参数之一，反映雷达罩对被测天线射频能量的失配损失、热损耗等情况， 它是安装

　　雷达罩时被测天线接收的功率幅值与不安装雷达罩时被测天线接收的功率幅值之比。传输效率有单程、双程之分，在不特别说明的情况下，指的是单程传输效率。

　　3.8

　　副瓣电平 sidelobe level

　　当天线的方向图具有多波瓣形状时，最大辐射方向所在的波瓣叫做主瓣，其余的波瓣叫做旁瓣或副瓣。副瓣的最大值与主瓣最大值之比，通常以分贝表示，称为副瓣电平。

　　3.9

　　副瓣电平抬高 sidelobe level increase

　　雷达罩引起的天线副瓣电平值的相对变化量，除非特别说明，一般取天线一定副瓣电平范围内最大副瓣电平的变化值，以 dB 表示。

　　3.10

　　波束宽度变化 beamwidth variation

　　雷达罩引起的天线主瓣波束宽度的相对变化量，以百分比表示。

　　3.11

　　波束偏转 beam deflection

　　雷达罩引起的天线主波束方向的偏移，它通常以毫弧度表示，也可以度表示。

　　3.12

　　功率反射 power reflection

　　雷达罩罩壁反射回天线的功率与天线的辐射功率之比，以百分比表示。

　　3.13

　　雷达罩定位器 radome positioner

　　用于安装被测雷达罩并能够作方位、俯仰和横滚运动的机电一体化设备。也称为雷达罩转台。

　　3.14

　　天线定位器 antenna positioner

　　用于安装被测天线并能够作方位、俯仰运动和/或横滚运动的机电一体化设备。也称为天线座。

　　3.15

　　电压驻波比 voltage standing wave ratio

　　传输线中驻波的电压峰值与电压谷值之比，用来评估天线与传输线之间的匹配情况。

　　3.16

　　S11 参数 S11 parameter

　　输入反射系数，反映了信号在传输过程中的反射情况。

　　4 试验要求

　　4.1 试验目的

　　对试验件进行电性能试验，检测其电性能是否满足具体规范要求和用户要求。

　　4.2 试验依据

　　4.2.1 概述

　　在进行雷达罩电性能试验前，应编制相应的试验大纲。

　　4.2.2 试验大纲

　　试验实施单位应依据试验任务书编制试验大纲，试验大纲应进行评审、审批， 并经用户和相关方会

　　签。试验大纲包含但不限于以下内容： 试验目的、试验依据、试验性质、试验项目或者内容、试验件要求、试验件安装、试验条件、试验方法、试验步骤、试验数据记录及处理要求、质量控制、安全措施、试验中断及异常处理、试验有效性评价及试验结果评定准则等。

　　4.3 试验件

　　除另有规定外，试验件应进行制造符合性审查，确保生产和试验过程受控。用于电性能试验的雷达罩应为全状态雷达罩，应包括涂层系统、闪电防护系统和其他应安装的部件，与装机产品状态一致。

　　4.4 试验系统

　　4.4.1 被测天线

　　除另有规定外，被测天线应采用装机天线。也可使用等效天线作为被测天线， 等效天线应与装机天线具有相近的轮廓尺寸和相同的极化方式，波束宽度和副瓣电平等电参数应与装机天线相当，被测天线应合格并处于可用状态。

　　4.4.2 定位系统

　　定位系统包括雷达罩定位器、天线定位器和控制器等。其中， 天线定位器用于把被测天线定位在雷达罩内，雷达罩定位器用于保持被测天线与雷达罩的相对位置关系与装机状态一致，控制器用于控制雷达罩定位器和天线定位器运动。

　　4.4.3 试验设备

　　试验设备的精度应优于被测参数允许误差的三分之一，且对试验结果有直接影响的试验设备都应校准并在有效期内。

　　4.4.4 发射天线

　　发射天线用来发射电磁波信号，发射天线的极化要与被测天线的极化方式相同，副瓣电平应尽可能低。

　　4.5 试验环境

　　除另有规定外，试验环境应满足：

　　a) 温度的变化应在雷达罩的工作范围内;

　　b) 试验仪器设备的工作环境应满足其说明书的要求;

　　c) 雷达罩表面不应出现水、湿气、结冰或积雪。

　　4.6 试验人员

　　试验人员应熟悉试验设备的使用方法和试验项目的试验方法，具有相应的上岗资质证书。

　　4.7 试验场地

　　4.7.1 紧缩场

　　对于紧缩场，在 X 波段，静区内相位不均匀度小于等于 10˚ ,幅度不均匀度小于等于 0.5dB。

　　4.7.2 远场

　　远场发射天线与被测天线之间的距离应满足公式(1)：

　　R ≥ 2D2 (1)

　　λ

　　式中：

　　R ——发射天线和被测天线相位中心之间的水平距离，单位为米(m);

　　D ——被测天线口径(等效口径)的最大线尺寸，单位为米(m);

　　λ ——工作波长，单位为米(m)。

　　对于等架高测试场，发射天线和被测天线的架设高度应满足公式(2)：

　　式中：

　　h ——发射天线的架设高度，单位为米(m);

　　H —— 被测天线的架设高度，单位为米(m);

　　λ ——工作波长，单位为米(m);

　　R ——发射天线和被测天线相位中心之间的水平距离，单位为米(m);

　　D ——被测天线口径(等效口径)的最大线尺寸，单位为米(m)。

　　4.7.3 近场

　　根据探头天线运动采样轨迹不同而分为平面近场、柱面近场和球面近场，近场的测试距离一般取3～5 倍的工作波长。

　　平面近场采样间隔通常按照公式(3)选取：

　　………………………………………………(3)

　　式中：

　　Δx —— x 方向采样间隔，单位为米(m);

　　λ ——工作波长，单位为米(m);

　　Δy —— y 方向采样间隔，单位为米(m)。

　　柱面近场采样间隔通常按照公式(4)选取：

　　Δφ≤ , Δy ≤ ………………………………………………(4)

　　式中：

　　Δφ——φ方向采样间隔，单位为弧度(rad);

　　λ ——工作波长，单位为米(m);

　　p0 —— 可包围被测天线的最小柱面半径，单位为米(m);

　　Δy —— y 方向采样间隔，单位为米(m)。

　　球面近场采样间隔通常按照公式(5)选取：

　　Δφ≤ λ , Δ θ ≤ λ ………………………………………………(5)

　　2p0 2p0

　　式中：

　　Δφ——φ向采样间隔，单位为弧度(rad);

　　λ ——工作波长，单位为米(m);

　　p0 ——可包围被测天线的最小球面半径，单位为米(m);

　　Δ θ ——θ 向采样间隔，单位为弧度(rad)。

　　4.8 试验记录

　　试验过程中形成的原始数据、试验曲线等原始资料应定期整理， 并存档。试验记录的保管应符合相关规定的要求。

　　4.9 试验有效性要求

　　试验实施单位应依据试验大纲进行试验前准备，试验前应进行试验准备状态检查，确保试验人员资质、试验设备状态、试验件安装、试验程序等符合批准的试验大纲要求。

　　试验过程应严格按照试验大纲执行，试验过程受控。

　　试验完成后，应根据试验大纲要求完成试验结果的计算，并给出合格与否的结论。

　　4.10 适航要求

　　对于适航验证试验，在满足 4.9 要求的前提下，应确保试验大纲得到适航当局的批准，整个试验过程需适航当局检查及目击。

　　4.11 其他要求

　　电测夹具：在满足使用要求的前提下，电测夹具宜采用对雷达罩无腐蚀、低反射的材料制作。电测夹具应定期检定合格，并具有合格证。

　　测控软件：商用或系统自带软件随系统验证，对于自编的软件应进行确认。所有软件应固化存档，试验现场仅保留可执行程序。其后对软件的升级，应经过评审。

　　试验现场应有安全警示标识、报警电话;试验现场严禁烟火;试验现场应有防火设施、安全通道;试验设备应良好接地，接地电阻应小于 1Ω。

　　试验人员暴露在微波辐射环境下时，应穿戴微波辐射防护服，佩戴微波辐射防护眼镜。

　　5 试验方法

　　5.1 传输效率

　　采用最大功率比较法获得传输效率，其试验步骤如下：

　　a) 按照图 1 所示布置试验设备，调整发射天线的极化和被测天线的极化相同且为天线工作的极化状态;

　　b) 接通所有设备，按照设备制造商规定的预热时间预热设备。然后调节信号源以提供系统工作频率;

　　c) 微调天线定位器的方位及俯仰运动角度，使被测天线和发射天线电轴对准，设置被测天线的方位及俯仰角度为 0˚ ;

　　d) 控制天线定位器运动，使得天线指向待测角度，通过控制雷达罩定位器运动，使得被测天线与发射天线电轴对准，获得天线该指向角度上的功率电平;

　　e) 按照步骤 d)，依次检测并记录天线各待测角度的功率电平;

　　f) 安装雷达罩，按照步骤 d)和步骤 e)，检测并记录天线各待测角度下安装雷达罩时天线接收的功率电平;

　　g) 按照公式(6)计算传输效率;

　　h) 将被测天线或发射天线沿天线电轴移动 1/4 工作波长且天线与雷达罩不干涉，重复试验步骤

　　c)到 g);

　　i) 试验结果应取装机状态和沿天线电轴移 1/4 工作波长状态两组测量数据(传输效率)的平均值。

　　图 1 典型的试验系统示意图

　　5.2 副瓣电平抬高、波束宽度变化及波束偏转

　　采用旋转被测天线的方法，先测量不安装雷达罩时被测天线方向图，然后测量安装雷达罩时被测天线方向图，将两种方向图曲线对比，通过公式(7)、(8)和公式(11)计算得副瓣电平抬高、波束宽度变化及波束偏转。其试验步骤如下：

　　a) 按照图 1 所示布置试验设备;

　　b) 接通所有设备，按照设备制造商规定的预热时间预热设备。然后调节信号源以提供系统工作频率;

　　c) 确保被测天线与发射天线的极化相同且为天线工作的极化状态;

　　d) 被测天线通过天线定位器与雷达罩定位器连接在一起，使得被测天线独立偏转的同时也可与雷达罩定位器方位轴随动;

　　e) 微调天线定位器的方位及俯仰运动角度，使被测天线和发射天线电轴对准，设置被测天线的方位及俯仰角度为 0˚ ;

　　f) 控制天线定位器，使天线指向待测方位角度，雷达罩定位器带动被测天线进行方位(水平)旋转扫描，记录接收到的功率电平，形成天线方位切面方向图，方位(水平)扫描角取±90˚ ;

　　g) 按照步骤 f)的试验方法，检测天线不同方位指向角度的方位切面方向图;

　　h) 安装雷达罩。按照步骤 f)和步骤 g)的试验方法，检测并记录安装雷达罩时天线所有方位角度的方位切面方向图;

　　i) 可采取将天线(发射和被测天线)和雷达罩旋转 90˚ 安装，按照步骤 e)至步骤 h)，将天线指向待测俯仰角度，完成天线及雷达罩的所有俯仰角的俯仰切面方向图测试。

　　5.3 功率反射

　　功率反射采用矢量网络分析仪测试 S11 参数法，其试验步骤如下：

　　a) 按照图 2 所示布置试验设备，使得被测天线极化为天线工作的极化状态;

　　b) 接通所有设备，按照设备制造商规定的预热时间预热设备;

　　c) 按照天线工作频率，调整矢量网络分析仪，提供系统工作频率;

　　d) 使用试验仪器自带校准件，对矢量网络分析仪的测试端口进行校准;

　　e) 连接调谐网络及被测天线，调节调谐网络，使天线电压驻波比调谐到≤1.04;

　　f) 检测安装雷达罩时被测天线所有角度的 S11 参数(取电压驻波比);

　　g) 改变试验频率，重复步骤 c)～步骤 f)，完成安装雷达罩时天线所有频率、所有角度的 S11 参数(取电压驻波比)测试;

　　h) 按照公式(9)计算雷达罩功率反射;

　　i) 步骤 e)中无法获得天线的低电压驻波比时，也可直接测试不安装雷达罩时天线所有角度的 S11参数(取复合电压值);

　　j) 改变测试频率按照步骤 i)，完成不安装雷达罩时天线所有频率、所有角度的 S11 参数(取复合电压值)的测试;

　　k) 安装雷达罩，按照步骤 i)和步骤j)完成安装雷达罩时天线所有频率及角度的 S11 参数(取复合电压值)的测试;

　　l) 按公式(10)计算雷达罩的功率反射。

　　图 2 典型的功率反射试验系统示意图

　　6 试验中断处理

　　在电性能试验过程中，当出现试验仪器设备故障、安全等特殊情况造成的试验中断， 首先，应根据具体状况判断是否影响试验件的安全，如果影响，应先将试验件拆卸并放置在安全区域;其次，对试验系统进行检查、排故;在故障解除后，恢复试验之前，应对系统进行校验，确保系统具备测试条件。

　　7 试验数据处理

　　7.1 传输效率

　　雷达罩的传输效率按照公式(6)计算。

　　PdB

　　TE = 10 10 ×100% ……………………………………………(6)

　　式中：

　　TE ——雷达罩的传输效率，单位为百分数(%);

　　PdB ——安装雷达罩与不安装雷达罩时天线接收到的功率电平之差，单位为分贝(dB)。

　　7.2 副瓣电平抬高

　　雷达罩引起的天线副瓣电平抬高按照公式(7)计算。

　　ΔSL = SLr _ SLa ……………………………………………(7)

　　式中：

　　ΔSL ——雷达罩引起的天线副瓣电平抬高，单位为分贝(dB);

　　SLr ——安装雷达罩时，测得的天线副瓣电平，单位为分贝(dB);

　　SLa ——不安装雷达罩时，测得的天线副瓣电平，单位为分贝(dB)。

　　7.3 波束宽度变化

　　雷达罩引起的天线主波束宽度变化按照公式(8)计算。

　　BW=(BWr _ BWa )/ BWa x100% …………………………………………(8)

　　式中：

　　BW ——雷达罩引起的天线波束宽度变化，单位为百分数(%);

　　BWr ——安装雷达罩时，测得天线波束宽度，单位为度(˚ );

　　BWa ——不安装雷达罩时，测得天线波束宽度，单位为度(˚ )。

　　7.4 功率反射

　　按照公式(9)或公式(10)计算功率反射。

　　Γ = [(Vvswr _1)/(Vvswr +1)]2 x100% ………………………………………(9)

　　式中：

　　Γ ——功率反射，单位为百分数(%);

　　Vvswr ——电压驻波比。

　　Γ=|S1,1 _ S11 |2 x100%………………………………………(10)

　　式中：

　　Γ ——功率反射，单位为百分数(%);

　　S1,1 ——安装雷达罩时，被测天线的 S11 参数，S1,1 为复合电压值;

　　S11 ——不安装雷达罩时，被测天线的 S11 参数，S11 为复合电压值。

　　7.5 波束偏转

　　雷达罩引起的天线波束偏转按照公式(11)计算。

　　BD = (BDr _ BDa )x1000π / 180 ………………………………………(11)

　　式中：

　　BD ——雷达罩引起的天线波束偏转，单位为毫弧度(mrad);

　　BDr ——安装雷达罩时，天线波束的-3dB 点对应角度的中心角度，单位为度(˚ );

　　BDa ——不安装雷达罩时，天线波束的-3dB 点对应角度的中心角度，单位为度(˚ )。

　　8 试验报告

　　试验完成后，需编写试验报告。试验报告应包含但不限于以下内容：

　　a) 试验任务来源;

　　b) 试验目的;

　　c) 试验依据;

　　d) 试验场地及其技术参数;

　　e) 主要试验设备及其校验结果;

　　f) 试验件技术状态及其安装状态，必要时附带试验照片;

　　g) 试验方法、试验环境;

　　h) 试验日期、试验人员、试验过程;

　　i) 试验件和试验过程偏离的说明;

　　j) 试验项目指标要求;

　　k) 试验结果统计、详细试验数据，必要时附加数据曲线及试验数据有效性分析;

　　l) 试验结论。