场地测试（精选5篇）
场地测试 篇1
1 方法介绍
声波测试是通过测量声波在岩体中传播的速度来反映岩体物理特性。声波在井内流体 (耦合介质) 、井壁岩层中的传播, 属弹性波在弹性介质中的传播过程。由声波仪记录下的声波传播波形、传播速度, 从广义声学信号的角度来看, 已携带了大量的岩石物理信息, 从原理上说, 同一种岩性, 声波传播速度高, 表明岩体的性状好, 反之较差。同一种岩性不同的风化带, 强风化带岩体声速要低于弱风化带和新鲜基岩的声速。
野外测试采用了武汉沿海研发的非金属超声波探测仪及基桩动测仪。非金属超声波探测仪的测孔分析, 即为超声法钻孔孔壁纵波波速测试分析, 通过专用一发双收换能器在钻孔中进行测量获得岩体的纵波速度 (图1) ;而另一参数———岩块的弹性纵波波速, 采用对测法, 即取钻孔中胶结致密且裂隙不发育的岩芯作为测试岩样, 并将岩芯两端修平, 然后将平面换然器 (平面探头图2) 用牙膏或黄油固定在岩芯两端, 通过声波仪接收声波沿一定长度岩样传播波动时差及量取的岩样长度可求得岩石的弹性纵波波速。
剪切波速测试是岩土工程勘察项目中最基本的测试项目之一, 可确定与波速有关的岩土参数, 进行场地类别划分, 为场地地震反应分析和动力机器进行动力分析提供地基土动力参数, 检验地基处理效果等方面应用的。测试结果用途广泛, 可用于计算岩土各类动力参数;计算地基刚度和阻尼比, 划分建筑场地抗震类别和安全性评价等。目前主要有单孔法、跨孔法及瑞雷波法, 三种方法各有优缺点, 目前工程上主要应用单孔法进行剪切波速测试。
剪切波速测试野外工作则采用岩海公司生产的基桩动测仪, 通过由三个互相垂直的速度检波器组成的三分量检波器 (图2) , 分别接受来自不同方向的振动, 即可分别接收纵波和横波。
2 实际应用野外工作
某场地拟建一火力发电厂, 按照规范要求, 需对场地工程地质评价和抗震设计提供依据。针对目的任务, 分别针对5个典型钻孔进行波速测试及剪切波速测试工作。
声波测试野外工作时程序较简单:首先在需要测试的钻孔中注水, 用水或井液作耦合剂;检查仪器、换能器是否能正常工作;然后将探头放入孔底, 记下孔深;接好仪器。本次测试工作选用20cm的测点距, 每隔20cm测试一次。这步工作测试的是钻孔中心0.4m范围内钻孔孔壁介质的声速, 即Vpm。
由于野外进行波速测试时一般为刚打完钻孔, 野外取芯试样一般浅部和深部各取一块, 尽量胶结致密且裂隙不发育, 待带回试验室将两端修整平后及时用平面探头测得岩块纵波速度Vpr。
剪切波速测试野外工作条件要求较复杂:首先要平整场地, 放木板, 木板上方需压500kg重物或用汽车两前轮压住。接通仪器电源, 测试仪器正常后开始试验。横波的激发用铁锤敲击激振板一端, 为了确保横波可以清晰辨认, 通常要求在木板两端进行正反两次敲击, 由于两次敲击的方向不同, 横波将呈现相位倒转的现象, 而纵波的相位一般不变的, 从而可以将纵波和横波区分开来 (见图3) 。
3 应用分析
武汉岩海非金属超声波测试仪配备了专用的声波测试分析软件, 声波测试为其中的测孔分析, 根据软件使用说明, 将野外获得的数据进行整理, 得到每个测点的纵波速度 (见图4) 。
根据工勘资料, 获得各层的平均速度。后期岩块速度Vp测得后, 即可根据公式 (1) 计算岩体的完整性指数Kv:
式中:Vpm、Vpr———岩体及岩块的弹性波纵波速度 (m/s) 。
根据岩体完整性指数可划分岩体的完整程度。
剪切波速测试使用的是武汉岩海专门研发的剪切波分析程序, 通过该软件可得到测点的横波速度, 输入详细的工勘资料, 则可得到直观的土层对应的各层波速关系。
剪切波速主要用于划分建筑场地类别, 而建筑场地类别的划分还与覆盖层厚度有关。根据《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010) , 建筑场地覆盖层厚度的确定, 应符合下列要求:
(1) 一般情况下, 应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定。
(2) 当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的土层, 且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/时, 可按地面到该土层顶面的距离确定。
(3) 剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体, 应视同周围土层。
(4) 土层中的火山岩硬夹层, 应视为刚体, 其厚度应从覆盖土层中扣除。
Vse为土层等效剪切波速度, 其计算公式如下:
上式中:
d0———计算深度 (m) , 取覆盖层厚度和20m二者的较小值;
t———剪切波在地面到计算深度之间的传播时间;
di———计算范围内第i土层的厚度 (m) ;
Vsi———计算深度范围内第i土层的剪切波速 (m/s) ;
n———计算深度范围内土层的分层数。
本次测试的五个钻孔中, 有四个钻孔的地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离均小于20m, 则其计算深度按d0取, 而ZK214号钻孔其d0厚度大于20m, 所以, 计算深度取20m。
由此得到的土层剪切波速度Vse根据建筑场地类别判定标准表进行场地类别划分。
根据表3, 本次测试的五个钻孔所处地段的建筑场地类别为Ⅱ类。
4 总结
声波测试及剪切波速测试为工程物探人员接触最多的波速测试项目, 主要是通过计算岩体的完整性指数Kv值来划分岩体的完整程度以及进行场地类别划分。野外工作中波速测试操作简单, 钻孔完后立即测试准确度较高;剪切波速测试对场地要求较高, 测试要求较严格, 精度相对较低。
场地测试 篇2
关键词：DTMB,DTMB-A,场地测试
地面数字电视广播 (DTTB) 以其系统容量大、传输能力强、覆盖范围广等优势而迅速发展和普及。2011年12月, 相继于欧洲的DVB-T、美国的ATSC和日本的ISDB-T三种国际DTTB标准, 中国拥有自主知识产权的性能领先的地面数字电视传输标准DTMB标准成为第四种国际DTTB标准。为了满足不断增长的频谱效率和多种业务的需求, 中国也开始了DTMB标准演进系统DTMB-A的研发。DTMB-A系统的研发在坚持中国原创的具有自主知识产权的时域同步正交频分复用数字传输技术 (TDS-OFDM) 的基础上, 对数字电视广播信道的物理层核心技术开展更深一步的理论研究, 在帧结构、信道编码和调制、多业务支持和分集等领域取得重大突破, 使得提出的总体方案性能达到或者超越欧洲第二代DVB-T2标准的指标要求, 为制定我国第二代地面数字电视广播传输标准打下良好的理论基础。DTMB-A系统充分利用了DT-MB的基础优势, 总体性能已达到或超越DVB-T2:传输码率更高;接收门限更低;支持多业务更方便;单频组网更简单[1,2,3,4,5,6]。
本文详细介绍了DTMB-A系统场地测试的情况, 并对比了DVB-T2系统, 相关的结果为后续进一步优化和完善DTMB-A系统提供了重要参考。
1 DTMB-A系统简介
数字电视地面广播传输演进系统 (DTMB-A) 在DTMB核心技术基础上, 对帧结构、星座映射、纠错编码等部分进行扩展, 获得更优的系统性能, 在频谱利用率、接收门限、组网功能、多业务服务等方面均有显著改善。
DTMB-A系统物理层信道为上层业务提供传输通道, 可提供一路或多路业务的广播。本系统物理层信道以复帧为单位来划分, 每个复帧包括复帧同步信道、数据信道和控制信道。复帧同步信道用于复帧初始同步, 并获取系统基本传输参数;数据信道由S个业务数据组成, 每个业务传输时使用整数个数据帧, 每个复帧包含F个数据帧, 根据系统传输参数的不同, F值也会随之改变;控制信道是由W个控制帧组成, 其主要功能是承载复帧结构的业务配置信息、信道解调和解码所需系统参数、快速实时信息 (短信、定位等) 等;数据帧和控制帧采用相同的信号帧结构, 由帧头和帧体两部分组成。复帧结构如图1所示。
图2给出了系统发端原理框图。控制信道的控制帧采用了低码率前向纠错编码、QPSK星座映射和符号交织, 通过IDFT变换和添加帧头形成。
数据信道的数据帧使用独立的编码和调制, 其编码和调制模式可根据实际需要灵活配置。每路业务数据经前向纠错编码、星座映射和符号交织后, 通过IDFT变换和添加帧头形成数据帧。星座映射也称为符号调制, 或者符号映射。系统包含以下几种星座映射:QPSK, 16APSK, 64APSK以及256APSK。其中控制帧帧体、复帧同步信号和帧头信号使用QPSK调制, 数据帧帧体可以使用QPSK, 16APSK, 64APSK或256APSK调制。每路业务信号使用固定的信道编码和星座映射方式。
控制帧和数据帧使用相同或不同的帧头长度和帧体长度, 其中帧头由频域二值伪随机序列 (PN-MC) 组成。控制帧和每路业务形成的数据帧经复用合成为一路复帧信号, 最后经过基带后处理得到基带传输信号, 该基带信号经正交上变频形成射频信号。
2 场地测试参数
2.1 测试场地
本次场地测试选择昆明石林彝族自治县, 属于喀斯特地貌, 图3显示了整个测试区域的卫星地图并标明了发射机和测试点的具体位置。图3中深灰色图标为发射站位置, 白色图标为发射站周边的测试点, 测试点重点放在石林城区周边。
2.2 测试系统参数
系统参数见表1和表2。为了便于对比, DTMB-A和DVB-T2各采用了两种模式, 分别对应固定模式和移动模式。固定模式的净码率为39 Mbit/s, 移动模式的码率为26 Mbit/s左右。其中天线方向图如图4所示。
注:DTMB-A和DVB-T2发射机设置在文笔山发射站。
2.3 接收机测试方法
在各测试点, 采用5 m定向天线接收信号;测试模式见表2, 测试框图见图5。测试前, 将DTMB-A与DVB-T2的发射功率调节一致。测试过程中使用同一测试频道, 测试完DTMB-A的模式后, 在保证接收天线方向不变的情况下, 立即更换为DVB-T2的模式进行测试。
接收的信号直接输入到Noisecom公司生产的噪声发生器N7113A。N7113A内部带有两个最大128 d B的可调衰减器和一个合路器。输入的信号和噪声分别经过各自的可调衰减器和合路输出。N7113A的输出信号经过一个功分器, 分别送给频谱仪和DTMB-A接收机 (DVB-T2接收机) 。调节N7113A内部的两个可调衰减器, 可得到接收机的接收灵敏度和实测信号的C/N门限。
3 场地测试结果
在每一个测试点, 升起天线到预定高度后, 天线旋转360°, 用频谱仪观测信号功率, 选择信号功率最强的点进行测试。测试过程中分别记录接收机的信号强度、接收机的信号接收裕量 (调节N7113A内部的信号衰减器得到) 、最大噪声功率 (接收机在可靠接收时, 噪声发生器可加入的最大噪声) , 从而得到接收机的接收灵敏度和C/N门限。在本次场地测试中, 所有的测试结果都是以TOV门限来判断, 视频信号在1 min的观测时间内流畅并且清晰则判定为接收正常, 否则认为接收失败或者达到接收门限。
根据石林发射站的发射天线方向图, 选取了代表性的测试点。测试点主要集中在石林城区位置。由于石林的地形限制, 开阔盆地存在直射信号, 并存在测试点周边的反射信号。在山的阴影区, 接收机实际接收的信号多为其他山体反射的信号。而楼的阴影区, 则存在较为复杂的多径情况, 多为楼宇反射信号。石林为山区, 仅选了一点为水面反射点。
由于接收灵敏度很大程度上取决于接收机调谐器的种类, 所以本文的测试结果主要给出接收机在不同工作模式下的C/N门限, 从而给出对比测试结果, 如表3所示。
dB
图6给出了DTMB-A和DVB-T2固定模式下的场地实测C/N门限对比;图7给出了DTMB-A和DVB-T2移动模式下的场地实测C/N门限对比。
所有的测试点的对比情况如表4所示。
从上述测试结果对比看, 无论是固定模式还是移动模式, DTMB-A的性能都明显优于DVB-T2。但是相比DVB-T2在移动工作模式下性能还有一定的提高空间。究其原因, 主要是因为移动模式下信道的变化速度快, 接收到信号的能量、多普勒频偏、多径特性等都在快速实时变化, 而目前DTMB-A系统接收机的算法尚处于待完善阶段, 在响应快速变化的动态多径方面还有待进一步优化。通过测试, 也记录了相关的性能有待改进地区的射频信号, 以供DTMB-A接收系统在实验室继续完善和优化性能。
4 结论
本文介绍了数字电视地面广播传输演进系统 (DTMB-A) 的实际场地测试, 通过与DVB-T2系统的对比测试, 验证了DTMB-A系统的性能优越性, 这与实验室的理论仿真结果以及实验室测试是一致的。根据测试中暴露的不足, 将进一步完善DTMB-A系统, 为我国开展下一代地面数字电视系统的制定奠定重要的基础。
参考文献
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场地测试 篇3
电波暗室是在电磁屏蔽室的基础上,在四墙内壁及顶壁上安装吸波材料并保留地面为电磁波理想反射面,从而模拟开阔场的测试条件[1,2]。电波暗室因四壁能够吸收无线电波,故在无线电骚扰(EMI测试,GB 4824)和辐射敏感度(EMS测试,GB/T 17626.3)的测量中,测量的精度较高,是目前国内外流行和比较理想的电磁兼容测试场地。一般来说,电波暗室按照测试距离分类可以分为3米法、5米法和10米法,不同的电波暗室的有效测试区域不同,一般来说,测试距离越大,电波暗室的有效测试区域越大。对于较大的受试设备(Equipment Under Test,EUT),一般优先选择10米法进行测试。同时,GB 4824标准规定,若对测试结果有争议,一般以10米法的测试结果为最终结果。
但是电波暗室在进行EMI和EMS测试时,场地本身需要满足一定的要求,包括归一化场地衰减(Normalized Site Attenuation,NSA)、场地电压驻波比(SVSWR)、场均匀性(FU)和环境底噪(AN)[3]。NSA是评价电波暗室性能的核心指标,它的结果直接决定了电波暗室的整体性能以及是否可用于EMI及EMS测试。
2 NSA的理论计算
NSA综合考虑电磁场(30~1000 MHz)的空间直射效应和金属平面(地面)反射效应,按照空间电磁波叠加理论,计算在接收点电磁波场强。为了使测试结果更接近理论值,发射与接收试验均要求场地足够大,同时满足光洁、平整、电导率一致等要求。
Smith et al[4]在1982年提出了NSA的理论计算模型。该模型于1987年被ANSI C63.4委员会采用,并作为标准计算模型:
式(1)中,NSATH为NSA理论值,fm为电磁波频率频率(MHz),EDMAX为天线最大接收场强。EDMAX是NSA理论计算模型中最重要的参数,它被定义为在给定频率、发射天线高度固定条件下,接收天线在规定高度范围内扫描取得的电场最大值。由于电磁场水平极化特性和垂直极化特性并不一致。因此,EDMAX需要收发天线在两个方向上分别计算,并相应记为EDHMAX和EDVMAX。
水平极化波和垂直极化波的传播模型,见图1。考虑到接收天线在水平方向无位移,垂直方向1.5 m和2 m两个高度均需测试,所以接收端的场强为空间直射波与金属地面反射波的叠加[5]。根据电磁场传播的数学模型,天线水平方向和天线垂直方向的接收电场强度分别表示为:
式(2)和(3)中:
其中,d1/d2为电磁场空间直射/地面反射波传输距离,h1/h2为发射天线/接受天线的高度,R为天线之间的距离,ρ为反射系数,σ为地面导电率,ϕ为反射波相角,λ为特定频率下的波长,K为相对介电常数,γ为入射角。在不考虑天线及探头的近场效应,假设发射平面为理想的全反射平面,并认为天线四周为反射很小的吸波材料的条件下,取K=1,ϕH=π,,σ取铜的导电率,可计算出3m和10 m条件下开阔场NSA理论值(频率范围30 MHz-1GHz)[6],见图2。
3 NSA的测量方法
半电波暗室是为了代替开阔试验场面进行试验,暗室中的NSA测试值就应和开阔试验场保持一致。CISPR 16-1-4Ed3:2012要求,NSA测试值与理论值差异应小于±4 d B。CISPR-16-1-4对半电波暗室模拟开阔场的NSA测量做了如下规定:(1)不使用调谐偶极子天线进行测量,使用用双锥天线(30~200 MHz)和对数周期天线(200 MHz~l GHz)等宽带天线进行测量;(2)多点测量。EUT具有一定体积,设备上各个关键点与四壁吸波材料距离不同,应对EUT所在空间进行多点NSA测量。标准规定在发射天线所处中心位置(C)及前(F)、后(B)、左(L)、右(R)距离0.75 m等5个点,以及不同高度(接收天线垂直极化:1 m、1.5 m,水平极化:1 m、2 m)下进行。因此总共要进行20种组合情况下的NSA测量,包括5个位置、2个高度、2种极化[7]。用于试验场地的垂直(水平)极化NSA测量时的典型天线位置的示意图,见图3。
NSA一般测试步骤对半电波和全电波暗室均可使用,但需要注意在天线布置上略有差异,见图4。由于NSA测试方法需要考虑发射天线和接收天线在自由空间的天线系数,因此在试验过程中需要考虑天线系数的校准不确定度值。
4 测试结果与讨论
根据以上实验要求及试验方法对新建半电波暗室进行场地归一化测试验证(30 MHz~1 GHz),测试结果,见图5和图6,所测指标均符合标准要求。
从图4可以看出,在30~200 MHz范围内,在水平极化条件下,天线在不同测量位置的测量的结果一致性较高。相比之下,垂直极化条件下不同测试的结果一致性较差。经计算,水平极化条件下12条测试曲线的标准差σ=0.25725,垂直极化条件下12条测试曲线的标准差σ=0.43982。造成这个现象的原因是水平极化天线主要对水平电磁波敏感。水平电磁波主要受到水平反射面影响(地面、顶面),考虑到顶面距测试位置较远,因此主要由地反射面影响。对于半电波暗室来说,地面是光滑的金属平面,电磁一致性较好,因此不同位置下的测试结果较为一致;而垂直极化天线主要对垂直电磁波敏感。垂直电磁波主要受到垂直反射面(四周铁氧体吸波材料)决定,由于铁氧体材料安装的差异性和不同测试点和铁氧体距离不同,造成结果具有较大差异。
对比30~200 MHz和200 MHz~l GHz测试数据同时可以看出,30~200 MHz条件下测试结果偏离标准值较大,最大偏离达到了+2.7 d B;而在200 MHz~l GHz条件下最大偏移为0.9 d B。这是由于双锥天线(30~200 MHz)和对数周期天线(200 MHz~l GHz)方向特性的不同,对数周期天线的峰值旁瓣比绝对值高,输出功率主要集中在天线正前方,因此暗室四壁吸波材料对测试结果影响比较小;而双锥天线峰值旁瓣比绝对值低,天线输出功率的方向性较为平均,对暗室四壁的吸波性能要求更高。因此对于同一个半电波暗室,对数周期天线的NSA特性比双锥天线的NSA特性好很多。
对于双天线暗室来说,由于双天线同时工作,因此需要针对天线左轴和右轴分别进行NSA测试,两次测试均合格才能保证系统可用,见图5。分别比较3 m转台和10 m转台左右轴的NSA值可以看出,同一转台条件下天线左轴和右轴NSA差异性很小,说明暗室设计时充分考虑了对称性要求,具有很高的对称性。双转台和双天线条件下暗室对称性能比较,见图6。
注:测试距离=10 m,左偏轴6 m转台;H:水平;V:垂直;L:底部;U:顶部;S:特殊;C:中点;F:前点;R:右侧;L:左侧。
5 结论
综上所述,新建电波暗室NSA值小于±3.5 d B,是一个比较合适的半电波暗室测试场地。一般来说,一个好的电波暗室,需要从设计之初就进行科学的实验仿真、工程准备,选用好的屏蔽、吸波材料,才能得到理想的NSA测量值。对于在测量过程中出现较大偏差,应先寻找由仪器、天线系数、测量方法引入的误差。若仍不合格,可用垂直极化测试来确定不规范点,进一步分析暗室的结构布置是否存在问题。
参考文献
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[2]王培连,陈嘉晔,殷磊,等.10m法半电波暗室是电气医疗设备辐射骚扰测量场地的最优选择[J].中国医疗器械信息,2010,16(3):42-43,60.
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场地测试 篇4
完全消除反射波并不现实,也没有必要[2]。当反射波的能量与直射波相比小于一定量值以后,可以认为反射波的影响微小,忽略不计。不同用途的天线对抑制反射波的要求不同,对于移动通信基站天线而言,反射波能量比入射波应低35 dB甚至40 dB,因此必须考虑反射波的影响[3,4]。
论文分析了典型测试环境下反射波的产生因素,建立了计算反射波与直射波时延差的计算模型,通过实际测试验证了计算模型,结合天线指标要求给出了采用时域法消除反射波的抑制方法,测试结果表明,该方法能够有效提高基站天线测试的精度。
1 测试场地的反射波
为消除反射波对测量精度的影响,首先应分析、判断、试验、验证反射能量的大小、反射波与直射波到达被测天线的时差[5]。
基站天线测试中,发射天线与被测天线高度基本相同,所以地面反射区域基本位于发与收天线之间的中间区域。图2给出了收发天线转台附近反射波产生的示意图[6]。
被测天线MN以其中心O为轴在垂直平面内旋转,图中MN为垂直状态,B1B2为水平状态。当天线处于水平状态时,端点B2距发射天线A最远,因此时域门上限应以AB2距离进行计算,所有超过AB2距离的反射波均应被拒绝接收。当天线旋转至M1N1位置时,反射体P(x1,y1)的反射波只需到达N1点就能被天线接收,这时反射波路径为AP+PN1。
为使此反射波能被时域门所限制,则应使
AP+PN1>AB2 (1)
根据三角关系有
L一般约为100R,代入式(2)有
式(3)即为满足时域门消除要求的反射体空间位置约束。
对于转台而言,x1=0,代入上式计算出
y1≤-2R (4)
如果P(x1,y1)位于转台附近,假设x1=-R,代入式(4),计算出
y1≤-2.8R (5)
以此类推,x1,y1有如表1所示的对应关系。
一般地,当x1=-nR时
y1≤-(n+2)R (6)
式(6)是关于被测天线前方建筑物到被测旋转中心距离的最小要求。如果达不到这一要求,则应增加吸波材料对这些反射体予以覆盖以减小该反射波的影响。
下面分析当反射波与直射波时Δt间差为时,反射体距天线旋转中心的距离。假设反射体所在位置为(-R,-2R)附近,如果反射波到达了天线的端点N,应有
式中,ΔL为反射波与直射波的路程差;Δt为反射波与直射波的时差;c为光速。即
假设L=100R,则有
由于x
对于O点,应有
AP+PO≥AO+ΔL (11)
对M点而言,应有
AP+PM≥AM+ΔL (13)
式(9)、式(11)和式(13)即为不同反射点的时延差要求。
通过以上分析可知,反射波与直射波的时差和反射点位置、天线长度等因素有关。在应用时域法时应给予综合考虑。
2 对测试场地周围反射情况实地验证
图3是实际测到的某一场地的反射情况,测试全向天线为路灯美化天线,测试频点为1 800 MHz,天线架设方式为垂直架设。
经多次试验,移动通信基站天线测试场地距直射波最近的反射波与直射波时差约为8 ns,由上述分析可知,当天线长度2R=2 m反射波与直射波时差为8 ns时,主反射区距天线旋转中心约为3 m左若设置时间选通门为8 ns,则距离天线中心3 m远以外的反射均被时间门拒之门外。但<3 m的反射信号将被作为直射波信号被接收影响测量精度,因此对于这些反射区域应采取其他有效措施,减弱反射信号强度。
从图3中还可以看到有几个反射较强的区域[7]。
Marker1 处较强的尖峰信号为直射波信号。
Marker2 处为反射信号,比直射波能量小28.3 dB,与直射波的时延差为8.1 ns。
Marker3 处反射信号比直射波能量小29.6 dB,与直射波的时延差为14.2 ns。
Marker4 处反射信号比直射波能量小33.3 dB,与直射波的时延差为21.8 ns。
Marker8、Marker9处反射信号比直射波能量的差值均>40 dB。
反射能量与直射能量之差在40 dB之内的都应被时间门所限制。从图中可以看出,Marker2～Marker7的反射波都应被限制,Marker8、Marker9处反射波不作考虑。Marker2距直射波最近,为8.1 ns,所以时域门上限应为8.1/2≈4 ns,换算为距离则是1.2 m以外的反射波均应被拒之门外。
图4是加8 ns时域门后的反射信号消除效果图。Morker1～Morker7的反射信号均低于直射波能量53.4 dB,满足测试条件需求。
3 天线测试情况对比
某喇叭天线前后比在时域功能开启和关闭情况下测试的结果如图5～图6所示。
从这两张图的对比中可以看出在时域功能开启的情况下,天线前后比由未开启时的24.51 dB提高到开启时的54.55 dB,优化30.04 dB,而不论时域功能是否开启,对主波束最大方向的电平影响不大。
图7～图10为实际移动基站天线的几个主要指标的方向图。表2列出了所测天线测试数据对比情况,从中可以看出,时域功能是否开启对于宽波束天线波束宽度测量影响较大而对于窄波束影响较小。
4 结束语
通过对通信基站天线测试场地反射波进行分析,以及对天线测试时开启和关闭时域功能进行实际对比验证,可以看出时域法对消除移动通信基站天线测试场地的反射波效果十分明显。采用时域法进行移动通信基站天线测试,客观反映了基站天线本身的技术指标,保证了系统的测量精度。
摘要：移动通信基站天线测试场地存在的反射波会对天线测试产生较为严重的影响。反射波与直射波的时差和反射点位置、天线长度等因素有关。文中分析了典型测试条件下反射波的反射路径,计算了反射波与直达波的时延差,根据天线测试指标的要求给出了采用时域分割降低放射波影响的测量方法。理论分析和实际测试表明,该方法能有效降低测试场地中大于规定值的反射,更为客观地反映基站天线本身的技术指标,保证被测天线的测量精度。
关键词：时域法,直达波,反射波,天线测试
参考文献
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场地测试 篇5
1 工程地质概况
建筑场地位于长江三角洲南缘,属三角洲冲积、湖积平原,场地地势较为平坦,地面标高在4.30 m～5.05 m,场地冲积层厚度约90 m。根据地质勘察报告,各土层性质见表1。
2 现场旁压试验
2.1 旁压试验原理[5,6]
旁压试验属于轴对称平面应变问题,旁压试验进行测试时,有加压装置通过增压缸的面积变换,将较低的气压转换为较高的水压,并通过高压导管传至试验深度处的旁压器,使弹性膜侧向膨胀导致钻孔孔壁受压而产生相应的侧向变形。压力p由与增压缸相连的压力传感器测得,侧向变形量可由增压缸的活塞位移值S确定。根据测量接轨,得到压力p与位移值S之间的关系,即旁压曲线。典型的旁压曲线可分为三段(见图1)。
1)Ⅰ段(曲线OA):初始阶段,反映孔壁受扰动后土的压缩与恢复;2)Ⅱ段(直线AB):似弹性阶段,此阶段内压力与体积变化量(测量水位下降值)大致成直线关系;3)Ⅲ段(直线BC):塑性阶段,随着压力的增大,体积变化量(测量水位下降值)逐渐增加,最后急剧增大,直至达到破坏。
依据旁压曲线似弹性阶段(图1中AB段)的斜率,有圆柱扩张轴对称平面应变的弹性理论解,可得旁压模量EM和旁压剪切模量GM:
其中,μ为土的泊松比;Vc为旁压器的固有体积;V0为与初始压力p0对应的体积;Vf为与临塑压力pf对应的体积;Δp/ΔV为旁压曲线直线段的斜率。
2.2 试验结果分析
旁压试验共在6个钻孔内做了127组试验,其旁压试验图见图2,通过旁压试验测得各地层的旁压模量EM、旁压剪切模量GM及基床反力系数KM的平均值如表2所示。
基床反力系数是指弹性半空间地基上某点所受的法向压力与相应位移的比值,又称温克尔系数,是场地施工设计的一个重要的参数,通过绘制不同土层基床反力系数的柱形图可以发现基床反力系数随着深度的增加总体呈增大的趋势(见图3),通过对比柱状图可以发现即使随着深度的增加第⑨层粉砂土层的基床反力系数明显大于第⑩层黏土层,而第⑩层的黏土层又比(11)1-1层的粉土层大,且粉土层的基床却又大于粉质黏土层;但是随着深度的进一步增加至第(11)2层的粉质黏土层,其基床反力系数却有一个突变,这说明当土体天然埋深超过一定的深度时,土体的性质不再是决定其基床反力系数的最重要的影响因素。
3 结语
本文应用PY-1旁压仪进行的高层建筑场地土层原位测试,通过测得的旁压模量EM、旁压剪切模量GM,分析了基床反力系数随着深度及土类的变化规律为工程设计提供了科学的勘测数据,取得的主要研究成果如下:1)在同一深度的土层类粉砂的基床反力系数要比黏土粉土以及粉质黏土的大,但是随着深度的增加土类对基床反力系数的影响逐渐变弱。2)由于前期固结压力的不同,同一土层的基床反力系数随着深度的增加而增加。
摘要：回顾了旁压试验的发展历程,详细介绍了旁压试验的原理及典型旁压曲线,简述某高层建筑场地的工程地质概况,分析了基床反力系数随着深度及土类的变化规律,为工程设计提供了科学的勘测数据。
关键词：旁压试验,旁压曲线,旁压模量
参考文献
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