CN109164305B - 一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法 - Google Patents

一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109164305B
CN109164305B CN201810998843.3A CN201810998843A CN109164305B CN 109164305 B CN109164305 B CN 109164305B CN 201810998843 A CN201810998843 A CN 201810998843A CN 109164305 B CN109164305 B CN 109164305B
Authority
CN
China
Prior art keywords
satellite television
television receiving
antenna
receiving antenna
integrated satellite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810998843.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109164305A (zh
Inventor
秦顺友
石磊
张文强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN201810998843.3A priority Critical patent/CN109164305B/zh
Publication of CN109164305A publication Critical patent/CN109164305A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109164305B publication Critical patent/CN109164305B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0871—Complete apparatus or systems; circuits, e.g. receivers or amplifiers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/26—Measuring noise figure; Measuring signal-to-noise ratio
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/20—Adaptations for transmission via a GHz frequency band, e.g. via satellite

Abstract

本发明公开了一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法，属于卫星电视接收站技术领域。该方法分别测量一体化卫星电视接收天线指向信标天线的载波功率和偏离信标天线指向冷空的噪声功率，由此计算出一体化卫星电视接收天线系统品质因数；然后测量一体化卫星电视接收天线指向太阳和偏离太阳指向太阳附近冷空的噪声功率，由此计算一体化卫星电视接收天线系统噪声温度；最后，由测量的一体化卫星电视接收天线系统品质因数和系统噪声温度，计算一体化卫星电视接收天线增益。本发明的方法简单可行，具有推广和应用价值。

Description

一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法
技术领域
本发明涉及卫星电视接收站技术领域，特别是指一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法。
背景技术
卫星电视接收站系统一般由卫星电视接收天线、馈源喇叭、高频头或LNB、电视接收机、智能卡、切换器和馈线等组成。常用的卫星电视接收站天线有：前馈抛物面天线、单偏置天线、卡塞格伦反射面天线和平面天线等。天线是卫星接收系统的重要设备之一，其性能好坏直接影响卫星电视接收品质，因此精确测量卫星电视天线增益是非常重要的。
目前，卫星电视接收站天线增益传统测量方法有比较法和波束宽度等。但是对于一体化的卫星电视接收站天线，因为高频头或LNB和天线馈源集成一起，无法分开，天线是一个有源天线，利用传统的增益测量方法测量一体化卫星电视接收天线增益存在以下局限性：
1、利用比较法测量一体化卫星电视接收天线增益，测量结果为天线和高频头的总增益，无法分离出天线增益的大小；
2、传统的波束宽度法测量天线增益是一种近似方法，而且需要精确测量天线馈源的损耗，由于卫星电视接收馈源喇叭和高频头是一体化的，无法测量馈源喇叭损耗。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提出一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法。该方法测试系统简单，测量重复性好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法，其包括以下步骤：
(1)测量一体化卫星电视接收天线系统品质因数：用频谱分析仪分别测量一体化卫星电视天线接收远场信标的载波功率和天线指向冷空时的噪声功率，利用下式计算一体化卫星电视接收天线系统品质因数：
Figure BDA0001782479890000021
式中：
Figure BDA0001782479890000022
—卫星电视接收天线系统品质因数，dB/K；
C—卫星电视接收天线接收远场信标的载波功率，dBm；
N0—卫星电视接收天线指向冷空时接收的噪声功率，dBm/Hz；
Lp—信标天线与卫星电视接收天线之间的自由空间传播损耗，dB；
Pt—信标天线的发射功率，dBW；
Gs—信标天线的发射增益，dBi；
(2)测量系统噪声温度：用频谱分析仪分别测量一体化卫星电视接收天线指向太阳和指向太阳附近冷空时的噪声功率，利用下式计算一体化卫星电视接收天线系统噪声温度：
Figure BDA0001782479890000023
式中：
T—卫星电视接收系统噪声温度，K；
TSUN—太阳引起的卫星电视接收天线的噪声温度，K；
Non—卫星电视接收天线指向太阳时的噪声功率，dBm/Hz；
Noff—卫星电视接收天线指向太阳附近冷空时的噪声功率，dBm/Hz；
(3)计算一体化卫星电视接收天线增益：由测量的一体化卫星电视接收天线系统品质因数和系统噪声温度，利用下式计算一体化卫星电视接收天线增益G：
Figure BDA0001782479890000024
完成一体化卫星电视接收天线增益的测量。
进一步的，所述步骤(1)的具体方式为：
(101)建立测试系统，调整卫星电视接收天线极化与信标天线极化匹配，且卫星电视接收天线与信标天线对准，用频谱分析仪测量载波功率的大小；
(102)卫星电视接收天线方位偏离信标天线，天线俯仰转到要求仰角上，用频谱分析仪测量的噪声功率大小；
(103)由测量的载波功率和噪声功率计算一体化卫星电视接收天线系统品质因数。
进一步的，步骤(1)中所述的远场信标与所述一体化卫星电视接收天线之间的距离满足远场测试距离条件。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、该方法可用于测量一体化卫星电视接收天线增益；
2、该方法测试系统简单，测量重复性好；
3、本发明具有较好的推广和应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例中测量一体化卫星电视接收站天线增益的原理框图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法，其包括以下步骤：
(1)测量一体化卫星电视接收天线系统G/T。用频谱分析仪分别测量一体化卫星电视天线接收远场信标的载波功率和天线指向冷空时的噪声功率，利用下式计算一体化卫星电视接收天线系统G/T：
Figure BDA0001782479890000031
式中：
G/T—卫星电视接收天线系统品质因数，dB/K；
C—卫星电视接收天线接收远场信标的载波功率，dBm；
N0—卫星电视接收天线指向冷空时接收的噪声功率，dBm/Hz；
Lp—信标天线与卫星电视接收天线之间的自由空间传播损耗，dB；
Pt—信标天线的发射功率，dBW；
Gs—信标天线的发射增益，dBi。
(2)测量系统噪声温度：用频谱分析仪分别测量一体化卫星电视接收天线指向太阳和天线指向太阳附近冷空时的噪声功率，利用下式计算一体化卫星电视接收天线系统噪声温度：
Figure BDA0001782479890000041
式中：
T—卫星电视接收系统噪声温度，K。
TSUN—太阳引起的卫星电视接收天线的噪声温度，K；
Non—卫星电视接收天线指向太阳时的噪声功率，dBm/Hz；
Noff—卫星电视接收天线指向太阳附近冷空时的噪声功率，dBm/Hz。
(3)计算一体化卫星电视接收天线增益：由步骤(1)测量的G/T值和步骤(2)测量的系统噪声温度T，利用下式计算一体化卫星电视接收天线增益G：
Figure BDA0001782479890000042
其中，步骤(1)中一体化卫星电视接收天线系统G/T的测量方法为：首先建立测试系统，调整卫星电视接收天线极化与信标天线极化匹配，且卫星电视接收天线与信标天线对准，用频谱分析仪测量载波功率的大小，用C表示；然后卫星电视接收天线方位偏离信标天线，天线俯仰转到要求仰角上，用频谱分析仪测量的噪声功率大小，用N0表示。由测量的载波功率和噪声功率计算一体化卫星电视接收天线系统G/T。
其中，步骤(2)中一体化卫星电视接收天线系统噪声温度测量方法为：将一体化卫星电视接收天线分别指向太阳和太阳附近冷空，用频谱分析仪测量噪声功率，由测量的噪声功率计算系统噪声温度。
其中，信标天线和一体化卫星电视接收天线之间的距离满足远场测试距离条件。
上述测试应在微风晴天条件下进行，当测量一体化卫星电视接收天线偏离信标天线指向冷空的噪声功率和偏离太阳指向太阳附近冷空的噪声功率时，一体化卫星电视接收天线的指向应相同。
以下为一个更加具体的实施例：
参照图1，测试系统由信号源、信标天线、射频测试电缆、频谱分析仪和待测一体化卫星接收天线组成。通过分别测量一体化卫星电视接收天线对准信标天线的载波功率和偏离信标天线的噪声功率，以及一体化卫星电视接收天线指向太阳和偏离太阳附近冷空的噪声功率，由此计算一体化卫星电视接收天线系统G/T和系统噪声温度，从而计算一体化卫星电视接收天线的增益。
本例中，一体化卫星电视接收天线工作于C波段，天线口径1.5米，工作频率范围3.7GHz～4.2GHz，测试频率为4GHz，信标天线增益GS＝20dBi，信标天线和卫星电视接收天线之间自由空间传播损耗Lp＝93.2dB，信标天线的发射功率Pt＝-60dBW，1.5米卫星电视接收天线接收太阳的噪声温度TSUN＝432.9K。则一体化卫星电视接收天线增益测量方法步骤如下：
第1步：测量一体化卫星电视接收天线系统G/T值。附图1所示，首先建立测试系统，调整卫星电视接收天线极化与信标天线极化匹配，且卫星电视接收天线与信标天线对准，用频谱分析仪测量载波功率的大小，用C表示；然后卫星电视接收天线方位偏离信标天线，天线俯仰转到要求仰角上，用频谱分析仪测量的噪声功率大小，用N0表示。由测量的载波功率和噪声功率计算一体化卫星电视接收天线系统G/T。
Figure BDA0001782479890000051
实施例当中，当卫星电视接收天线与信标天线对准时，频谱分析仪测量的载波功率-9.8dBm；当卫星电视接收天线偏离信标天线，天线俯仰转到要求仰角上，用频谱分析仪测量的噪声功率为-120.1dBm/Hz。一体化卫星电视接收天线系统G/T为：
Figure BDA0001782479890000052
第2步：测量系统噪声温度：用频谱分析仪分别测量一体化卫星电视接收天线指向太阳和天线指向太阳附近冷空时的噪声功率，分别用Non和Noff表示。由测量的噪声功率计算系统噪声温度T。
Figure BDA0001782479890000053
实施例当中，当一体化卫星电视接收天线指向太阳，频谱分析仪测量的噪声功率为-111.5dBm/Hz；当一体化卫星电视接收天线偏离太阳，指向太阳附近的冷空时，频谱分析仪测量的噪声功率为-120.1dBm/Hz。系统噪声温度为为：
Figure BDA0001782479890000054
第3步：计算一体化卫星电视接收天线增益。由测量的计算一体化卫星电视接收天线系统G/T值和系统噪声温度T，计算一体化卫星电视接收天线增益G。
Figure BDA0001782479890000061
实施例当中，测量的一体化卫星电视接收天线系统G/T值为14.9dB/K，系统噪声温度69.3K，有源一体化卫星电视接收天线增益为：
G＝14.9+10×log69.3＝33.3
本发明工作原理如下：
本发明提出了一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法。
该方法首先通过分别测量一体化卫星电视接收天线指向信标天线的载波功率和偏离信标天线指向冷空的噪声功率，由此计算出一体化卫星电视接收天线系统G/T；然后将一体化卫星电视接收天线指向太阳和偏离太阳指向太阳附近冷空的噪声功率，由此计算一体化卫星电视接收天线系统噪声温度；最后，由测量的一体化卫星电视接收天线系统G/T值和系统噪声温度，计算一体化卫星电视接收天线增益。
总之，本发明测试系统简单，测量重复性好，可用于测量一体化卫星电视接收天线增益，具有较好的推广和应用价值。

Claims (3)

1.一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)测量一体化卫星电视接收天线系统品质因数：用频谱分析仪分别测量一体化卫星电视天线接收远场信标的载波功率和天线指向冷空时的噪声功率，利用下式计算一体化卫星电视接收天线系统品质因数：
Figure FDA0001782479880000011
式中：
Figure FDA0001782479880000012
—卫星电视接收天线系统品质因数，dB/K；
C—卫星电视接收天线接收远场信标的载波功率，dBm；
N0—卫星电视接收天线指向冷空时接收的噪声功率，dBm/Hz；
Lp—信标天线与卫星电视接收天线之间的自由空间传播损耗，dB；
Pt—信标天线的发射功率，dBW；
Gs—信标天线的发射增益，dBi；
(2)测量系统噪声温度：用频谱分析仪分别测量一体化卫星电视接收天线指向太阳和指向太阳附近冷空时的噪声功率，利用下式计算一体化卫星电视接收天线系统噪声温度：
Figure FDA0001782479880000013
式中：
T—卫星电视接收系统噪声温度，K；
TSUN—太阳引起的卫星电视接收天线的噪声温度，K；
Non—卫星电视接收天线指向太阳时的噪声功率，dBm/Hz；
Noff—卫星电视接收天线指向太阳附近冷空时的噪声功率，dBm/Hz；
(3)计算一体化卫星电视接收天线增益：由测量的一体化卫星电视接收天线系统品质因数和系统噪声温度，利用下式计算一体化卫星电视接收天线增益G：
Figure FDA0001782479880000014
完成一体化卫星电视接收天线增益的测量。
2.根据权利要求1所述的一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体方式为：
(101)建立测试系统，调整卫星电视接收天线极化与信标天线极化匹配，且卫星电视接收天线与信标天线对准，用频谱分析仪测量载波功率的大小；
(102)卫星电视接收天线方位偏离信标天线，天线俯仰转到要求仰角上，用频谱分析仪测量噪声功率大小；
(103)由测量的载波功率和噪声功率计算一体化卫星电视接收天线系统品质因数。
3.根据权利要求1所述的一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的远场信标与所述一体化卫星电视接收天线之间的距离满足远场测试距离条件。
CN201810998843.3A 2018-08-30 2018-08-30 一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法 Active CN109164305B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810998843.3A CN109164305B (zh) 2018-08-30 2018-08-30 一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810998843.3A CN109164305B (zh) 2018-08-30 2018-08-30 一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109164305A CN109164305A (zh) 2019-01-08
CN109164305B true CN109164305B (zh) 2021-08-31

Family

ID=64893249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810998843.3A Active CN109164305B (zh) 2018-08-30 2018-08-30 一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109164305B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110018361B (zh) * 2019-03-26 2021-07-09 北京空间飞行器总体设计部 一种相控阵天线增益噪声温度比值测量方法及系统
CN110082610B (zh) * 2019-04-26 2021-03-09 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种测量标准喇叭天线增益的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1538557A (zh) * 2003-04-15 2004-10-20 上海神通电信有限公司 车载卫星图象传输方法及传输系统
CN106100759A (zh) * 2016-08-08 2016-11-09 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种测量有源相控阵天线噪声温度的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100996708B1 (ko) * 2008-08-13 2010-11-25 한국전자통신연구원 태양을 이용한 안테나 이득 측정 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1538557A (zh) * 2003-04-15 2004-10-20 上海神通电信有限公司 车载卫星图象传输方法及传输系统
CN106100759A (zh) * 2016-08-08 2016-11-09 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种测量有源相控阵天线噪声温度的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于太阳噪声的雷达天线测量方法研究;徐鹏;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20140315;正文第33页第1行至第35页第16行，图4-1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109164305A (zh) 2019-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10051486B2 (en) Systems and methods of antenna orientation in a point-to-point wireless network
US20160173149A1 (en) Automatic Twist and Sway Compensation in a Microwave Backhaul Transceiver
CN109164305B (zh) 一种测量一体化卫星电视接收站天线增益的方法
Sushko et al. Symmetrically fed 1–10 GHz log-periodic dipole antenna array feed for reflector antennas
Vourch et al. Inter-CubeSat communication with V-band “Bull's eye” antenna
CN103236587A (zh) 适用于FDD系统的RoF型相控有源一体化天线
WO2019170827A1 (en) High efficiency e-band antenna system
CN211700557U (zh) 全向天线
CN105337041A (zh) 一种基于菱形振子的全频段电视发射天线
KR101174825B1 (ko) 평면 안테나
CN113285224B (zh) 一种射电望远镜远场区域强电磁干扰规避方法
CN205039257U (zh) 一种基于菱形振子的全频段电视发射天线
CN105337024A (zh) 一种基于圆盘振子的垂直极化地面电视发射天线
CN203288755U (zh) 适用于FDD系统的RoF型相控有源一体化天线阵列
CN205039244U (zh) 一种基于圆盘振子的垂直极化地面电视发射天线
Hasturkoğlu et al. Antenna Module with New Wideband 5G-Antenna Array at 28 GHz in Combination with GNSS-and 4G/WLAN/DSRC in Automotive Environment
EP3618304A1 (en) Radio communication device, radio reception device, and radio communication system
Sen et al. Investigations on a dual-frequency micro strip antenna for wireless applications
Saala et al. Small satellite car antenna for simultaneous reception of LHCP and RHCP signals
Lukama et al. Polarization diversity performance for UMTS
CN117276899B (zh) 相控阵天线和无线电通信装置
Salsabilla et al. Microstrip Printed Yagi Antenna for Gain Enhancement Telkomsel Orbit Mobile Wifi
US11889295B1 (en) Digital compass for multi-user initial access in millimeter-wave cellular networks
CN114924133A (zh) 一种测量地球同步轨道卫星信标eirp的方法
CN116359622A (zh) 一种测量有源天线g/t值的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant