CN107561561A - 基于参考传递的卫星导航用户机天线增益测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用卫星导航用户机测试系统、采用特别设计的卫星导航标准天线用于卫星导航用户接收机天线增益检测的方法。欲检测卫星导航用户机天线，卫星导航用户机先使用已经标定好的标准天线，调整用户机测试系统的出站信号电平至用户机的灵敏度，然后将标准天线取下，换上待测天线，测试在不同的方位角和俯仰角且出站信号为用户机灵敏度条件下，卫星导航用户机上报给用户机测试系统的信息与测试系统卫星导航信号模拟器发出的进行比对，是否能够满足误码率等指标要求。

Description

基于参考传递的卫星导航用户机天线增益测试方法
技术领域
本专利涉及卫星导航接收机领域，具体涉及一种卫星导航用户机天线增益的检测方法。
技术背景
在卫星导航测试系统软件平台中进行整机测试过程中，在测试捕获灵敏度指标时经常发现卫星导航接收机载噪比处于临界状态，致使该项整机性能指标不达标。分析原因定位在于测试系统的系统误差、出站电平抖动，最为显著的是北斗用户机天线增益不准确度影响，有些天线增益指标在所要求指标的边缘，致使载噪比处于接收机捕获的临界状态。
发明内容
本专利的目的是解决北斗用户机天线增益的测量不确定度对整机指标测试的影响。本专利的技术解决的问题是克服现有技术的不足，提出北斗用户机天线增益精确测定的一种方法。
本发明采用的技术方案为：
基于参考传递的RDSS卫星导航用户机天线增益测试方法，包括以下步骤:
(1)将RDSS卫星导航用户机的标准天线作为当前天线；
(2)卫星导航信号模拟器输出出站信号，出站信号通过源天线发射；
(3)RDSS卫星导航用户机通过当前天线在不同的方位角和俯仰角接收到出站信号之后，解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，并通过串口发送给测试系统软件平台；
(4)测试系统软件平台通过串口输出指令控制RDSS卫星导航用户机通过当前天线发射入站信号；
(5)源天线收到RDSS卫星导航用户机的入站信号后，送入入站接收机；
(6)入站接收机解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，上报给测试系统软件平台；
(7)判断当前天线是否为待测天线，若是，执行步骤(9)；否则执行步骤(8)；
(8)调整卫星导航信号模拟器的出站信号电平至RDSS卫星导航用户机的灵敏度，将标准天线换为待测天线,将待测天线作为当前天线，返回步骤(2)；
(9)测试系统软件平台将RDSS卫星导航用户机通过标准天线和待测天线上报的信息分别与卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后输出的出站信号一一对应进行比对，将卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后入站接收机上报的信息与RDSS卫星导航用户机分别通过标准天线和待测天线发射的入站信号一一对应进行比对；
(10)测试系统软件平台将标准天线的比对结果与待测天线的比对结果进行比对，得出天线增益测试结果。
其中，步骤(1)中所述的标准天线采用多层四馈电点的微带叠层天线。
基于参考传递的RNSS卫星导航用户机天线增益测试方法，包括以下步骤:
(11)将RNSS卫星导航用户机的标准天线作为当前天线；
(12)卫星导航信号模拟器输出出站信号，出站信号通过源天线发射；
(13)RNSS卫星导航用户机通过当前天线在不同的方位角和俯仰角接收到出站信号之后，解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，并通过串口发送给测试系统软件平台；
(14)判断当前天线是否为待测天线，若是，执行步骤(16)；否则执行步骤(15)；
(15)调整卫星导航信号模拟器的出站信号电平至RNSS卫星导航用户机的灵敏度，将标准天线换为待测天线,将待测天线作为当前天线，返回步骤(12)；
(16)测试系统软件平台将RNSS卫星导航用户机通过标准天线和待测天线上报的信息分别与卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后输出的出站信号一一对应进行比对，将卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后入站接收机上报的信息与RNSS卫星导航用户机分别通过标准天线和待测天线发射的入站信号一一对应进行比对；
(17)测试系统软件平台将标准天线的比对结果与待测天线的比对结果进行比对，得出天线增益测试结果。
其中，步骤(11)中标准测试天线采用多层四馈电点的微带叠层天线。
本发明与背景技术相比的优点为：
本发明可快速、方便地批量检测卫星导航用户机天线的增益，判断用户机天线增益指标是否达到要求；
附图说明
图1是本发明的测试系统组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
测试系统组成示意图如图1所示。本发明的天线增益测试方法的实质是把待测天线的增益与已知的测试好的卫星导航标准天线的增益进行比较从而得出北斗用户机待测天线的增益。
整个测试方法需要用到的仪器是卫星导航信号模拟器、测试系统的源天线、入站接收机和测试系统软件平台、卫星导航用户机和已经测试好的标准天线。
源天线放置在测试架适当的高度，要保证源天线与卫星导航用户机天线极化一致且相互对准。卫星导航信号模拟器用同样的发射功率，入站接收机或者频谱仪在两种状态下分别测出卫星导航用户机待测天线和标准天线的接收信号功率进行修正，得到直射信号功率。
卫星导航标准天线为GNSS全频点高稳定相位中心天线，它采用多层微带多馈技术设计而成，具有优异的轴比和不圆度指标。该标准天线保证了相同仰角增益相同，具有可对比性，非常适宜用作标准测试天线。该标准测试天线在具有北斗测量型天线检测认证资质的SATIMO 128探头近场测量系统中进行精确测试，测量出其在各个方位和仰角的增益来，作为标准与北斗用户机天线进行比对。
对于RDSS用户机天线指标的测试，卫星导航模拟器输出出站信号S(2491.75MHz)，出站信号S通过源天线发射，RDSS用户机接收到出站信号之后，基带部分解出导航电文、伪距等信息，通过串口发送给测试系统。
测试系统软件平台通过串口给出指令控制RDSS卫星导航用户机发射L(1615.68MHz)入站信号，源天线收到RDSS用户机的入站信号后，送入入站接收机。入站接收机解出导航电文、伪距、载波抑制度、相位调制偏差等信息，上报给测试系统软件平台。
欲检测卫星导航RDSS用户机天线，用户机先使用已经测试好的标准天线，调整卫星导航信号模拟器的出站信号电平至RDSS用户机的灵敏度，然后将标准测试天线取下，换上待检测的RDSS用户机天线，测试在不同的方位角和俯仰角且出站信号为用户机灵敏度条件下，RDSS用户机上报给测试系统软件平台的信息与测试系统出站模拟器发出的进行比对，是否能够满足误码率等指标要求。具体包括以下步骤：
(1)将RDSS卫星导航用户机的标准天线作为当前天线；
(2)卫星导航信号模拟器输出出站信号，出站信号通过源天线发射；
(3)RDSS卫星导航用户机通过当前天线在不同的方位角和俯仰角接收到出站信号之后，解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，并通过串口发送给测试系统软件平台；
(4)测试系统软件平台通过串口输出指令控制RDSS卫星导航用户机通过当前天线发射入站信号；
(5)源天线收到RDSS卫星导航用户机的入站信号后，送入入站接收机；
(6)入站接收机解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，上报给测试系统软件平台；
(7)判断当前天线是否为待测天线，若是，执行步骤(9)；否则执行步骤(8)；
(8)调整卫星导航信号模拟器的出站信号电平至RDSS卫星导航用户机的灵敏度，将标准天线换为待测天线,将待测天线作为当前天线，返回步骤(2)；
(9)测试系统软件平台将RDSS卫星导航用户机通过标准天线和待测天线上报的信息分别与卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后输出的出站信号一一对应进行比对，将卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后入站接收机上报的信息与RDSS卫星导航用户机分别通过标准天线和待测天线发射的入站信号一一对应进行比对；
(10)测试系统软件平台将标准天线的比对结果与待测天线的比对结果进行比对，得出天线增益测试结果。
对于RNSS用户机天线指标的测试，卫星导航模拟器输出B1、B2、B3、L1、L2等RNSS信号，RNSS信号通过源天线发射，RNSS卫星导航用户机接收到源天线发射出来的信号之后，基带部分解出导航电文、伪距等信息，通过串口发送给测试系统软件平台。
欲检测卫星导航RNSS用户机天线，用户机先使用已经测试好的标准天线，调整卫星导航信号模拟器的出站信号电平至RNSS卫星导航用户机的灵敏度，然后将标准天线取下，换上待检测的RNSS用户机天线，测试在不同的方位角和俯仰角且出站信号为用户机灵敏度条件下，RNSS用户机上报给测试系统软件平台的信息与测试系统出站模拟器发出的进行比对，是否能够满足误码率等指标要求。具体包括以下步骤：
(11)将RNSS卫星导航用户机的标准天线作为当前天线；
(12)卫星导航信号模拟器输出出站信号，出站信号通过源天线发射；
(13)RNSS卫星导航用户机通过当前天线在不同的方位角和俯仰角接收到出站信号之后，解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，并通过串口发送给测试系统软件平台；
(14)判断当前天线是否为待测天线，若是，执行步骤(16)；否则执行步骤(15)；
(15)调整卫星导航信号模拟器的出站信号电平至RNSS卫星导航用户机的灵敏度，将标准天线换为待测天线,将待测天线作为当前天线，返回步骤(12)；
(16)测试系统软件平台将RNSS卫星导航用户机通过标准天线和待测天线上报的信息分别与卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后输出的出站信号一一对应进行比对，将卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后入站接收机上报的信息与RNSS卫星导航用户机分别通过标准天线和待测天线发射的入站信号一一对应进行比对；
(17)测试系统软件平台将标准天线的比对结果与待测天线的比对结果进行比对，得出天线增益测试结果。

Claims (4)

1.基于参考传递的RDSS卫星导航用户机天线增益测试方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将RDSS卫星导航用户机的标准天线作为当前天线；
(2)卫星导航信号模拟器输出出站信号，出站信号通过源天线发射；
(3)RDSS卫星导航用户机通过当前天线在不同的方位角和俯仰角接收到出站信号之后，解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，并通过串口发送给测试系统软件平台；
(4)测试系统软件平台通过串口输出指令控制RDSS卫星导航用户机通过当前天线发射入站信号；
(5)源天线收到RDSS卫星导航用户机的入站信号后，送入入站接收机；
(6)入站接收机解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，上报给测试系统软件平台；
(7)判断当前天线是否为待测天线，若是，执行步骤(9)；否则执行步骤(8)；
(8)调整卫星导航信号模拟器的出站信号电平至RDSS卫星导航用户机的灵敏度，将标准天线换为待测天线,将待测天线作为当前天线，返回步骤(2)；
(9)测试系统软件平台将RDSS卫星导航用户机通过标准天线和待测天线上报的信息分别与卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后输出的出站信号一一对应进行比对，将卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后入站接收机上报的信息与RDSS卫星导航用户机分别通过标准天线和待测天线发射的入站信号一一对应进行比对；
(10)测试系统软件平台将标准天线的比对结果与待测天线的比对结果进行比对，得出天线增益测试结果。
2.根据权利要求1所述的基于参考传递的RDSS卫星导航用户机天线增益测试方法，其特征在于，步骤(1)中所述的标准天线采用多层四馈电点的微带叠层天线。
3.基于参考传递的RNSS卫星导航用户机天线增益测试方法，其特征在于，包括以下步骤:
(11)将RNSS卫星导航用户机的标准天线作为当前天线；
(12)卫星导航信号模拟器输出出站信号，出站信号通过源天线发射；
(13)RNSS卫星导航用户机通过当前天线在不同的方位角和俯仰角接收到出站信号之后，解出导航电文、伪距、载波抑制度和相位调制偏差，并通过串口发送给测试系统软件平台；
(14)判断当前天线是否为待测天线，若是，执行步骤(16)；否则执行步骤(15)；
(15)调整卫星导航信号模拟器的出站信号电平至RNSS卫星导航用户机的灵敏度，将标准天线换为待测天线,将待测天线作为当前天线，返回步骤(12)；
(16)测试系统软件平台将RNSS卫星导航用户机通过标准天线和待测天线上报的信息分别与卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后输出的出站信号一一对应进行比对，将卫星导航信号模拟器调整灵敏度前后入站接收机上报的信息与RNSS卫星导航用户机分别通过标准天线和待测天线发射的入站信号一一对应进行比对；
(17)测试系统软件平台将标准天线的比对结果与待测天线的比对结果进行比对，得出天线增益测试结果。
4.根据权利要求3所述的基于参考传递的RNSS卫星导航用户机天线增益测试方法，其特征在于，步骤(11)中标准测试天线采用多层四馈电点的微带叠层天线。
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