CN102412912A

CN102412912A - 地面站有线分段校相方法

Info

Publication number: CN102412912A
Application number: CN2011102454611A
Authority: CN
Inventors: 柴霖
Original assignee: CETC 10 Research Institute
Current assignee: CETC 10 Research Institute
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2012-04-11

Abstract

本发明提出地面站有线分段校相方法，旨在提供一种操作简便可靠、测量精确，不依赖标校塔和射电星，对地面站天线口径和工作频段没有限制的校相方法。本发明通过下述技术方案予以实现：首先，将产生相位变化的和、差链路分为馈源部分和信道部分前后两段；然后，用信号源和相位计分别对这两部分做和差校相。先对馈源部分做校相，并保存校相结果。再对信道部分做校相，将其校相值与馈源校相结果及跟踪接收机测得的基带自身和差相位差进行累加，最后得到整个系统的校相值。本发明摆脱了现有方法对标校塔、射电星等其他外部系统的依赖，适合于任何地面站天线口径和工作频段。

Description

地面站有线分段校相方法

技术领域

本发明提出一种飞行器测控、卫星通信、遥感接收领域中，地面站和、差接收通道相位有线分段校正方法。这里的“地面站”包括地面固定站、车载站、船载站。

背景技术

目前，地面站系统广泛采用单脉冲双通道角跟踪体制，要求和通道、差通道的相位保持一致（0°或180°），天线才能准确对准目标，进行跟踪。因此，和、差通道相位校正（简称“校相”）是地面站执行任务前必做的一项重要标校工作。校相越精确，表示地面站天线跟踪目标越准确；校相精度太差甚至无法校相时，则天线跟踪目标误差很大或无法跟踪。现有的地面站校相方法主要是两种：

一是标校塔法，标校塔法是在标校塔上放置信号源、信标天线和联试电缆。地面站天线对塔，接收塔上下发的信号。人工或自动观察方位/俯仰角误差电压，调节方位/俯仰移相器，使得交叉耦合最小，完成校相。

二是射电星法，即地面站天线接收射电星的信号，经验证射电信号通过和、差支路后仍是相关信号。这样就可将和、差支路信号做相关处理，获得和、差支路之间的相对时延，而和、差相位差可以通过时延差获得，即可完成校相。

上述现有技术存在以下缺点：

一是操作繁琐。标校塔法每次测试均需要人工将信号源搬运至标校塔上，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；

二是受限于标校塔条件。标校塔法以标校塔作为前提条件，如果标校塔不满足远场条件（天线口径太大或频段太高，通常无法满足远场条件），则无法实施测试。

三是受限于射电星流量密度。地面站接收到的射电星流量密度必须大于地面站系统噪声2dB ~ 3dB，否则校相误差过大，甚至无法校相。对于天线口径小或频段高的地面站，射电星流量密度经常低于地面站系统噪声，无法采用该方法。

在本地没有标校塔或标校塔不满足远场条件，同时因频段高或天线口径小而无法采用射电星法情况下，现有方法均无法完成校相。特别是，近年来新建的高频段地面站系统深受此困扰。

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，实现高频段地面站系统校相。本发明提供一种操作简便可靠、测量精确，不依赖标校塔和射电星，对地面站天线口径和工作频段没有限制的校相方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到。首先，将产生相位变化的和、差链路分为馈源部分和信道部分前后两段；然后，用信号源和相位计分别对这两部分做和差校相，先对馈源部分校相，并保存校相结果。再对信道部分校相，将信道校相值与馈源校相值及跟踪接收机测得的基带自身和差相位差进行累加，得到整个系统的校相值。

本发明相比现有技术方法的有益效果是：

本发明将产生相位变化的和、差链路分为馈源和信道前后两部分；然后，用信号源和相位计分别对这两部分做和差校相，将其校相值与基带自身和差相位差累加，获取整个系统校相值的方法，彻底摆脱了现有方法对标校塔、射电星等外部系统的依赖，对地面站天线口径和工作频段没有条件限制，操作简便可靠，测量准确。由于馈源链路都是宽带器件，所以事先测好馈源部分和差通道相位变化值，可以长期使用。

下面结合附图和具体实施方式对本方法进一步说明。

附图说明

图1表示本发明地面站有线分段校相方法馈源部分校相设备连接框图。

图2表示本发明地面站有线分段校相方法信道部分校相设备连接框图。

具体实施方式

参阅图1。首先，对馈源校相。在图1描述的馈源部分校相设备连接框图中，下行馈源信道网络、定向耦合器为地面站的工作设备，相位计、信号源、功分器为地面站配套测试标校设备。信号源通过功分器向和路、差路定向耦合器注入信号，和路、差路定向耦合器分别连接和路馈源网络信道及差路馈源网络信道；相位计并联在基带和路、差路70MHz中频入口处。馈源部分校相测试时，通过信号源输出射频信号，功分后从分波器（即和差比较器）后耦合器处分别注入和、差通道，用相位计在和、差通道LNA前端测和、差相位相对变化值。因馈源部分都是宽带器件，引起的和差通道相位差变化极小，所以事先测好馈源和差通道相位变化值，可以长期使用。

然后，对信道校相。参阅图2。在图2描述的信道部分校相设备连接框图中，定向耦合器、LNA、下变频器(D/C)为地面站的工作设备，相位计、信号源、功分器为地面站配套测试标校设备。信号源通过功分器向和路、差路定向耦合器注入信号，进入和、差路LNA和下变频器D/C，并通过与和、差链路并联的相位计连接多功能数字基带。信道部分校相测试时，通过信号源输出射频信号，功分后从LNA前定向耦合器分别注入和、差信道，用相位计在和、差信道中频70MHz输出处测相位相对变化值。因信道部分有窄带器件，引起的和、差通道相位差变化较大，必须每次执行任务前标校。

最后，信道和、差相位变化值与馈源和、差相位变化值相加后为设备和、差通道引入的相位差值，在基带跟踪接收机中再加上基带自身的和差相位差，移相器取最终的累加值完成移相，即实现校相。基带自身和差相位差由跟踪接收机测得。

具体校相步骤为：

a) 按图1描述的馈源部分校相设备连接关系，首先对馈源校相。通过信号源输出射频信号注入馈源分波器后的和、差通道耦合器，用相位计在和、差通道LNA前的定向耦合器处测和、差通道相位相对变化值，记录馈源部分和、差通道相位差。

b) 然后，对信道校相。按图2描述的信道部分校相设备连接关系，由信号源输出射频信号，功分后从定向耦合器注入和、差信道，用相位计在70MHz输出处测和、差信道相位相对变化值。

c) 基带跟踪接收机将馈源、信道、基带这三部分的和差相位差相加，即为整个系统的移相值，实现校相。

除第一次外，以后每次校相只做步骤b)、步骤c)两步即可。

Claims

1.一种地面站有线分段校相方法，其特征在于包括如下步骤：首先，将产生相位变化的和、差链路分为馈源部分和信道部分前后两段；然后，用信号源和相位计分别对这两部分做和差校相，先对馈源部分校相，并保存校相结果，再对信道部分校相，将信道校相值与馈源校相值及跟踪接收机测得的基带自身和差相位差进行累加，得到整个系统的校相值。

2.根据权利要求1所述的地面站有线分段校相方法，其特征在于，所述的前段馈源部分包括，和路馈源网络信道及定向耦合器、差路馈源网络信道及定向耦合器；信号源、功分器、相位计为测试设备；信号源通过功分器向和路、差路定向耦合器注入信号，和路、差路定向耦合器分别连接和路馈源网络信道及差路馈源网络信道；相位计并联在基带和路、差路70MHz中频入口处。

3.根据权利要求2所述的地面站有线分段校相方法，其特征在于，和路馈源网络信道及差路馈源网络信道上含有滤波器和极化器；馈源部分校相通过信号源输出的射频信号，经功分后从分波器后的定向耦合器，分别注入和、差通道，用相位计在和、差通道低噪声放大器（LNA）前端测和、差相位相对变化值。

4.根据权利要求1所述的地面站有线分段校相方法，其特征在于，所述的后段信道部分，包括和路定向耦合器、LNA、下变频器（D/C），及差路定向耦合器、LNA、下变频器（D/C）；信号源、功分器、相位计为测试设备；信号源通过功分器向和路、差路定向耦合器注入信号，进入和、差路LNA和下变频器，并通过与和、差链路并联的相位计连接多功能数字基带。

5.根据权利要求1所述的地面站有线分段校相方法，其特征在于，所述校相包括如下步骤：

a) 馈源部分校相，通过信号源输出的射频信号注入馈源分波器后的和、差通道定向耦合器，用相位计并联在LNA前测和、差信道相位相对变化值，记录该相位差；

b) 信道部分校相，由信号源输出的射频信号，经功分器功分后从定向耦合器注入和、差信道，用相位计在中频70MHz输出处测和、差相位相对变化值，记录该相位差；

c) 基带跟踪接收机将馈源、信道、基带这三部分的和差相位差相加，得到整个系统的移相值，实现校相。