CN101848039A - 地面测控站g/t值有塔无塔比对检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种地面测控站G/T值有塔无塔比对的检测方法。包括下列步骤：首先是采用有塔测试测得并记录G/T|_有塔值及相对应的信号噪声谱密度比值(S/Φ|_有塔)，然后再用偏馈无线闭环测得相同S/Φ对应的HPA的输出功率P_O及校零变频器的衰减值ATT₀，并记录P_O；在采用比对法检测时，设置高功放输出功率为P_O，校零变频器的衰减值为ATT₀，测试当前的S/Φ值，与有塔测试得到的S/Φ|_有塔比对，获得G/T值的变化情况，从而得到当前系统的G/T＝G/T|_有塔+S/Φ-S/Φ|_有塔。本发明利用偏馈阵子无线闭环方便地得到下行信噪比，与初始状态偏馈无线闭环得到的信噪比相比对，兼具无塔测试的便利性和有塔测试的精度，能够方便地得到较准确的地面测控站的增益噪温比值(G/T)。

Description

地面测控站G/T值有塔无塔比对检测方法

技术领域

本发明涉及一种在航天测控领域中，地面测控站增益噪温比值(G/T)有塔无塔比对检测法。

背景技术

目前，地面测控站G/T值的测试都是采用塔上放置信号源、信标天线、联试电缆的有塔的方式。地面站对塔，接收塔上下发的信号，利用频谱仪测量接收信号的强度，通过链路计算得到系统的增益噪温比值G/T值。上述现有技术存在以下缺点：一是每次测试均需要人员将信号源运至标校塔上，操作天线对塔，建立对塔的无线链路，测试涉及的环节较多、步骤繁琐；二是对于像船载测控站出海执行任务时存在没有标校塔可利用的情况，系统当前的G/T值将无法获得。

发明内容

为了克服现有测试方法的上述缺点，提高测试的方便性，本发明提供一种操作方便，对标校塔无依赖性，测试时只需要一次对塔测试的先验信息，不需要对塔，即可测得当前系统的G/T值。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到。一种地面测控站G/T值有塔无塔比对检测法，首先采用有塔测试测得并记录G/T|_有塔值及相对应的S/Φ|_有塔值，然后再用偏馈无线闭环测得相同信号噪声谱密度比(S/Φ)对应的HPA的输出功率P₀及校零变频器的衰减值ATT₀，并记录；在采用比对法检测时，设置高功放输出功率为P₀，校零变频器的衰减值为ATT₀，测试当前的S/Φ值，与有塔测试得到的S/Φ|_有塔比对，获得地面测控站当前系统增益噪温比值(G/T)值的变化情况，从而得到当前系统的增益噪温比值G/T＝G/T|_有塔+S/Φ-S/Φ|_有塔。

本发明相比于现有技术方法的有益效果是：

本发明利用系统偏馈无线闭环操作方便的特点，结合对塔无线测试获得的先验信息，将有塔测试和无塔比对结合起来，利用单次有塔测试获得的系统G/T值及下行信噪比，及后续相同系统参数设置下通过偏馈闭环获得的下行信噪比，得到当前系统的G/T值。比对测试时仅需要通过偏馈无线闭环，不需要对塔。提高了操作的方便性，解决了测试对标校塔的依赖性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本方法进一步说明。

图1是本发明G/T值有塔测试设备连接框图。

图2是本发明G/T值有塔无塔比对法检测的设备连接框图。

具体实施方式

参阅图1。在图1描述的G/T值有塔测试设备中，天线、下行链路、测试开关网络为地面站的工作设备。信号源、衰减器、标校天线、频谱仪为地面站配套测试标校设备。对G/T值有塔测试时，信号源发出的测试信号经过衰减器和标校天线发射出去，由地面站天线接收经下行链路和测试开关网络切换进入频谱仪，由频谱仪测试接收信号的信噪比S/Φ。

将下行链路输出切换至频谱仪，通过频谱仪可以测出信号噪声谱密度比S/Φ。增益噪温比G/T值可由下式计算：

G/T＝S/Φ-EIRP_S+Lsp+k(dBHz)

式中：EIRP_S＝S_t-L_t+G_t，EIRP_S为塔上有效辐射功率，S_t塔上信号功率，L_t为塔上馈线损耗，G_t为塔上天线增益，空间损耗Lsp＝20lgF(MHz)+20lgR(Km)+32.44，k＝-228.6dBw/Hz(波尔兹曼常数)，R：空间距离。

记录当前S/Φ|_有塔及G/T|_有塔值。

在进行G/T值有塔测试时，信号源发出的测试信号经过衰减器和标校天线发射出去，由地面站天线接收，并通过下行链路上的测试开关切换进入频谱仪，由频谱仪测试接收下行信号的信噪比S/Φ。

在图2描述的G/T值有塔无塔比对法测试的设备中，高功放HPA、上变频器U/C、场放LNA、下变频器D/C、天线、馈源、测试开关网络、基带、中频开关矩阵为相互连接的地面站工作设备。偏馈、校零变频器、频谱仪为地面测控站系统配套测试标校设备。在G/T值有塔无塔比对法检测时，基带发出的信号经上变频器U/C、高功放HPA由天线辐射出去，经偏馈振子接收由校零变频器变换为下行频率，主天线接收后经下行链路及测试开关网络切换至频谱仪，由频谱仪测量下行信号的信噪比S/Φ。

在无塔标定P₀时，首先是采用有塔测试测得并记录G/T|_有塔值及相对应的S/Φ|_有塔(信号噪声谱密度比)值，然后再用偏馈无线闭环测得相同S/Φ对应的HPA的输出功率P₀，上下行链路经过校零变频器实现无塔射频无线闭环，调节高功放的输出，使得频谱仪测得的信噪比S/Φ值为有塔测试时的信噪比S/Φ|_有塔，记录高功放的输出电平P₀。

在G/T值有塔无塔比对测试中，高功放HPA、上变频器U/C、场放LNA、下变频器D/C、天线、馈源、测试开关网络、基带、中频开关矩阵为地面测控站(地面站)工作设备，偏馈、校零变频器、频谱仪为地面测控站系统配套测试标校设备。G/T值有塔无塔比对法检测时，基带发出的信号经上变频器U/C、高功放HPA由天线辐射出去，经偏馈振子接收由校零变频器变换为下行频率，主天线接收后经下行链路及测试开关网络切换至频谱仪，由频谱仪测量下行信号的信噪比S/Φ。在采用比对法检测时，设置高功放输出功率为P₀，测试当前的S/Φ值，与有塔测试得到的S/Φ|_有塔比对，由S/Φ值变化值获得当前系统G/T值的变化情况，由G/T变化值计算得出当前地面测控站系统的G/T值。

先上下行链路经过校零变频器实现无塔射频无线闭环，设置HPA输出为P0，频谱仪测试当前的S/Φ值，地面测控站系统G/T值的变化(S/Φ-S/Φ|有塔)。地面测控站当前G/T值通过以下计算公式得到：G/T＝G/T|有塔+(S/Φ-S/Φ|有塔)。通过计算获得当前系统的G/T值。地面测控站G/T值通过测量系统偏馈无线闭环后下行链路的接收信号信噪比的变化完成。

Claims (7)

1.一种地面测控站G/T值有塔无塔比对检测法，首先采用有塔测试测得并记录G/T|_有塔值及相对应的S/Φ|_有塔值，然后再用偏馈无线闭环测得相同信号噪声谱密度比(S/Φ)对应的HPA的输出功率P₀及校零变频器的衰减值ATT₀，并记录；在采用比对法检测时，设置高功放输出功率为P₀，校零变频器的衰减值为ATT₀，测试当前的S/Φ值，与有塔测试得到的S/Φ|_有塔比对，获得地面测控站当前系统增益噪温比值(G/T)值的变化情况，从而得到当前系统的增益噪温比值G/T＝G/T|_有塔+S/Φ-S/Φ|_有塔。

2.如权利要求1所述的地面测控站G/T值有塔无塔比对检测法，其特征在于，地面测控站增益噪温比值G/T有塔无塔比对的检测，包括下列步骤：

a)G/T有塔测试

将下行链路输出切换至频谱仪，通过频谱仪测出信号噪声谱密度比S/Φ，则G/T值由下式计算：

G/T＝S/Φ-EIRP_S+Lsp+k(dBHz)

式中：EIRP_S＝S_t-L_t+G_t，EIRP_S为塔上有效辐射功率，S_t为塔上信号功率，L_t为塔上馈线损耗，G_t为塔上天线增益，Lsp为空间损耗，k为波尔兹曼常数；

记录当前S/Φ|_有塔及G/T|_有塔值。

b)无塔标定P₀

上下行链路经过校零变频器实现无塔射频无线闭环，调节地面测控站高功放(HPA)的输出，由频谱仪测得的S/Φ值为S/Φ|_有塔，记录地面测控站高功放的输出电平P₀；

c)G/T值有塔无塔比对

上下行链路经过校零变频器实现无塔射频无线闭环，设置高功放(HPA)输出为P₀，频谱仪测试当前的S/Φ值和系统G/T值的变化S/Φ-S/Φ|_有塔，则地面测控站系统当前G/T＝G/T|_有塔+(S/Φ-S/Φ|_有塔)。

3.根据权利要求2所述的地面测控站G/T值有塔无塔比对的检测方法，其特征在于，塔上发射功率空间损耗Lsp＝20lgF(MHz)+20lgR(Km)+32.44。

4.根据权利要求2所述的地面测控站G/T值有塔无塔比对的检测方法，其特征在于，在进行G/T值有塔测试时，信号源发出的测试信号经过衰减器和标校天线发射出去，由地面站天线接收，并通过下行链路上的测试开关切换进入频谱仪，由频谱仪测试接收下行信号的信噪比S/Φ。

5.根据权利要求2所述的地面测控站G/T值有塔无塔比对的检测方法，其特征在于，在G/T值有塔无塔比对法检测时，基带发出的信号经上变频器U/C、高功放HPA由天线辐射出去，经偏馈振子接收由校零变频器变换为下行频率，主天线接收后经下行链路及测试开关网络切换至频谱仪，由频谱仪测量下行信号的信噪比S/Φ。

6.根据权利要求2所述的地面测控站G/T值有塔无塔比对的检测方法，其特征在于，在采用比对法检测时，测试当前的S/Φ值与有塔测试得到的S/Φ|_有塔比对，获得当前系统G/T值的变化情况，由G/T值的变化值计算得出当前地面测控站系统的G/T值。

7.根据权利要求2所述的地面测控站G/T值有塔无塔比对的检测方法，其特征在于，地面测控站G/T值通过测量系统偏馈无线闭环后，由下行链路的接收信号信噪比的变化完成。

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