CN216673016U - 一种s频段多址相控阵通信卫星天线测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，包括：多个用户天线、切换控制单元和收发监测单元；所述收发单元与切换控制单元连接，切换控制单元从多个用户天线中选择或切换与卫星通信的用户天线设置多个用户天线和切换控制单元，通过切换控制单元从多个用户天线中选择或切换与卫星通信的用户天线，由监测单元进行相应的监测，操控切换控制单元即可进行用户切换和监测项目切换，提高测试效率。

Description

一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统

技术领域

本实用新型涉及卫星天线测试技术领域，具体涉及一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统。

背景技术

随着我国航天事业的飞速发展，卫星天线已经成为航天服务体系的重要力量，各卫星天线承制单位迎来卫星繁荣发展的新时期，但同时也面临着更大的挑战。尤其是在综合测试方面，存在多星、多地、并行测试的情况越来越多，传统的卫星天线测试系统已经无法满足多重任务需求，每次通信只能对一种项目进行测试，测试功能单一，更换测试项目时需要重新搭建，增加测试耗时，测试效率低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：传统的卫星天线测试系统已经无法满足多重任务需求，每次通信只能对一种项目进行测试，测试功能单一，更换测试项目时需要重新搭建，增加测试耗时，测试效率低，本实用新型目的在于提供一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，解决上述技术问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

本方案提供一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，包括：多个用户天线、切换控制单元和收发监测单元；

所述收发单元与切换控制单元连接，切换控制单元从多个用户天线中选择或切换与卫星通信的用户天线。

本方案工作原理：传统的卫星天线测试系统已经无法满足多重任务需求，每次通信只能对一种项目进行测试，测试功能单一，更换测试项目时需要重新搭建，增加测试耗时，测试效率低；SMA(S频段多址相控阵)模拟用户用于相控阵通信卫星天线测试，模拟出不同类型的用户，用于星载SMA相控阵动态跟踪试验外场功能测试，对不同类型用户的动态跟踪性能进行验证，本方案提供一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，设置多个用户天线和切换控制单元，通过切换控制单元从多个用户天线中选择或切换与卫星通信的用户天线，由监测单元进行相应的监测，操控切换控制单元即可进行用户切换和监测项目切换，提高监测效率。

进一步优化方案为，所述收发监测单元包括：收发信机、采集回放监测设备、波形监测设备、信号分析监测设备和频谱监测设备；

至少2个用户天线共用一个收发信机，采集回放监测设备至少连接2个用户天线，波形监测设备至少连接2个用户天线，信号分析监测设备和频谱监测设备分别至少连接1个用户天线。

进一步优化方案为，所述收发监测单元还包括交换机和控制端，所述交换机与控制端连接，所述收发信机、采集回放监测设备、波形监测设备、信号分析监测设备和频谱监测设备均连接至交换机。

进一步优化方案为，所述用户天线包括：第一用户天线、第二用户天线、第三用户天线、第四用户天线、第五用户天线和第六用户天线；

所述第一用户天线、第二用户天线和第三用户天线共用第一收发信机，第四用户天线、第五用户天线和第六用户天线共用第二收发信机；

采集回放监测设备连接第一用户天线和第二用户天线，波形监测设备连接第三用户天线和第四用户天线，信号分析监测设备连接第五用户天线，频谱监测设备连接第六用户天线。

进一步优化方案为，所述切换控制单元包括：

第一双工器、第二双工器、第三双工器、第四双工器、第五双工器和第六双工器，

第一功分器D1、第二功分器D2、第三功分器D3、第四功分器D4、第五功分器D5和第六功分器D6，

第一合路器H1和第二合路器H2；

第一单刀双掷开关K1、第二单刀双掷开关K2、第一单刀三掷开关K11和第二单刀三掷开关K12。

进一步优化方案为，所述第一双工器的ANT接口连接第一用户天线、RX接口连接第一功分器D1的输入端、TX接口连接第三功分器D3的第一输出端；第一功分器D1的第一输出端连接第一单刀双掷开关K1的第一不动端，第一单刀双掷开关K1的动端连接至采集回放监测设备，第一功分器D1的第二输出端连接第一单刀三掷开关K11的第一不动端；

所述第二双工器的ANT接口连接第二用户天线、RX接口连接第二功分器D2的输入端、TX接口连接第三功分器D3的第二输出端；第三功分器D3的输入端连接至第一收发信机；第二功分器D2的第一输出端连接第一单刀双掷开关K1的第二不动端，第二功分器D2的第二输出端连接第一单刀三掷开关K11的第二不动端；

所述第三双工器的ANT接口连接第三用户天线、RX接口连接第一单刀三掷开关K11的第三不动端、TX接口连接第一合路器H1的输出端；第一合路器H1的第一输入端连接第三功分器D3的第三输出端，第一合路器H1的第二输入端连接第二单刀双掷开关K2的第一不动端；第一单刀三掷开关K11的动端连接至第一收发信机；

所述第四双工器的ANT接口连接第四用户天线、RX接口连接第二单刀三掷开关K12的第一不动端、TX接口连接第二合路器H2的输出端；第二合路器H2的第一输入端连接第二单刀双掷开关K2的第二不动端，第二合路器H2的第二输入端连接第六功分器D6的第一输出端，第二单刀双掷开关K2的动端连接波形监测设备；

所述第五双工器的ANT接口连接第五用户天线、RX接口连接第四功分器D4的输入端、TX接口连接第六功分器D6的第二输出端，第四功分器D4的第一输出端连接至信号分析监测设备，第四功分器D4的第二输出端连接第二单刀三掷开关K12的第二不动端；第二单刀三掷开关K12的动端连接第二收发信机；

所述第六双工器的ANT接口连接第六用户天线、RX接口连接第五功分器D5的输入端、TX接口连接第六功分器D6的第三输出端；第五功分器D5的第一输出端连接第二单刀三掷开关K12的第三不动端，第五功分器D5的第二输出端连接频谱监测设备；第六功分器D6的输入端连接第二收发信机。

控制切换单元是SMA模拟用户系统的射频通路选通、切换、控制开关矩阵；主要功能是

a)完成S频段前向和返向射频信号的收发切换；

b)将天线接收的S频段射频信号分配给不同用户；

c)将不同用户产生的各种射频信号合路；

d)外部控制计算机通过网口能够控制切换单元进行射频通路选择和切换；

e)设备机箱外部具有内部切换开关控制信号检测指示灯。

收发信机的主要功能包括：

a)对前向链路信号进行接收，包括信号的捕获、跟踪、解调译码，对外输出基带信息；

b)对返向链路信号进行发送，接收来自基带的发送信息，经编码、调制放大后射频发送；

c)终端具有抗干扰功能，能够以IP核的形式嵌入抗干扰模块；能够对终端自身工作状态检测并输出。

进一步优化方案为，所述信号分析监测设备包括AGILENT M9391A信号分析仪和PXIe外场分析仪。

进一步优化方案为，所述频谱监测设备包括R&S频谱分析仪。

进一步优化方案为，所述波形监测设备包括R&S频谱分析仪。

进一步优化方案为，所述采集回放监测设备为UNIVI-PCIESSD-3GB-38SA1型的信号采集存储回放设备。该设备结构外形为19寸标准上架机箱，不超过4U高度，采用市电220V@50Hz供电，功率不大于500W。

SMA模拟用户系统在满足研制技术要求的情况下，具有下面几个特点：

a)具有较强的频率、速率、编码适应性。发送频率可在2200～2300MHz范围内任意可选(步进1MHz)，接收频率可以在2025～2120MHz任意可选(步进1MHz)。接收和发送速率可以再1kbps～150kbps范围内任意可选(步进100Hz，目标逐比特可变)，编码可以在不编码，卷积编码，卷积编码+RS编码，LDPC编码几种类型中选择。而传统星载收发信机往往是固定的收发频率、有限几档的信息速率，固定的编码方式。

b)更高性能指标要求。S频段整体性能指标提升明显，其灵敏度指标(等价于解调门限指标)提升最为显著；先前研制的某航天型号收发信机其Eb/N0的要求为15dB(扩频，4kbps，扩频，1/2编码)，本系统在设计上将Eb/N0降低到10dB以下(1kbps，扩频，1/2编码)，这个指标的提升将显著改善系统的接收性能；但带来的影响是增加了系统功耗(FPGA功耗估计将上升2～3W)。

c)增强的基带信息功能。本系统除了包含信道及调制解调器(含编码)功能外，还包含多种类型的基带信息处理功能(帧格式处理，内码等)，以方便用户使用。

d)具有射频段高速采样存储回放功能，能够实现AD实现单通道3Gbps模拟信号采样，DA实现单通道3Gbps信号的回放，记录模块实现对3Gbps采集信号的实时存储，存储的最大容量为3776GB，存储过程中可以抽取部分数据进行实时显示和分析，存储的数据可以上传到计算机。

e)多用户自由切换。SMA模拟用户系统能够提供多达6个用户使用的S频段信道，所有用户通过切换控制单元自由选取和切换。射频切换单元由6个双工器，6个1分2功分器，2个1分三功分器，2个单刀双掷射频开关，2个单刀单三置射频开关组成。监控计算机通过LAN口发送给切换控制单元自定义的基于UDP/IP控制协议，可以方便的控制切换控制单元对用户进行切换。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型提供一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，设置多个用户天线和切换控制单元，通过切换控制单元从多个用户天线中选择或切换与卫星通信的用户天线，由监测单元进行相应的监测，操控切换控制单元即可进行用户切换和监测项目切换，提高监测效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实施例1提供一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，如图1所示，包括：多个用户天线、切换控制单元和收发监测单元；

所述收发单元与切换控制单元连接，切换控制单元从多个用户天线中选择或切换与卫星通信的用户天线。

所述收发监测单元包括：收发信机、采集回放监测设备、波形监测设备、信号分析监测设备和频谱监测设备；

至少2个用户天线共用一个收发信机，采集回放监测设备至少连接2个用户天线，波形监测设备至少连接2个用户天线，信号分析监测设备和频谱监测设备分别至少连接1个用户天线。

所述收发监测单元还包括交换机和控制端，所述交换机与控制端连接，所述收发信机、采集回放监测设备、波形监测设备、信号分析监测设备和频谱监测设备均连接至交换机。

所述用户天线包括：第一用户天线、第二用户天线、第三用户天线、第四用户天线、第五用户天线和第六用户天线；

所述第一用户天线、第二用户天线和第三用户天线共用第一收发信机，第四用户天线、第五用户天线和第六用户天线共用第二收发信机；

采集回放监测设备连接第一用户天线和第二用户天线，波形监测设备连接第三用户天线和第四用户天线，信号分析监测设备连接第五用户天线，频谱监测设备连接第六用户天线。

所述切换控制单元包括：

第一双工器、第二双工器、第三双工器、第四双工器、第五双工器和第六双工器，

第一功分器D1、第二功分器D2、第三功分器D3、第四功分器D4、第五功分器D5和第六功分器D6，

第一合路器H1和第二合路器H2；

第一单刀双掷开关K1、第二单刀双掷开关K2、第一单刀三掷开关K11和第二单刀三掷开关K12。

所述第一双工器的ANT接口连接第一用户天线、RX接口连接第一功分器D1的输入端、TX接口连接第三功分器D3的第一输出端；第一功分器D1的第一输出端连接第一单刀双掷开关K1的第一不动端，第一单刀双掷开关K1的动端连接至采集回放监测设备，第一功分器D1的第二输出端连接第一单刀三掷开关K11的第一不动端；

所述第二双工器的ANT接口连接第二用户天线、RX接口连接第二功分器D2的输入端、TX接口连接第三功分器D3的第二输出端；第三功分器D3的输入端连接至第一收发信机；第二功分器D2的第一输出端连接第一单刀双掷开关K1的第二不动端，第二功分器D2的第二输出端连接第一单刀三掷开关K11的第二不动端；

所述第三双工器的ANT接口连接第三用户天线、RX接口连接第一单刀三掷开关K11的第三不动端、TX接口连接第一合路器H1的输出端；第一合路器H1的第一输入端连接第三功分器D3的第三输出端，第一合路器H1的第二输入端连接第二单刀双掷开关K2的第一不动端；第一单刀三掷开关K11的动端连接至第一收发信机；

所述第四双工器的ANT接口连接第四用户天线、RX接口连接第二单刀三掷开关K12的第一不动端、TX接口连接第二合路器H2的输出端；第二合路器H2的第一输入端连接第二单刀双掷开关K2的第二不动端，第二合路器H2的第二输入端连接第六功分器D6的第一输出端，第二单刀双掷开关K2的动端连接波形监测设备；

所述第五双工器的ANT接口连接第五用户天线、RX接口连接第四功分器D4的输入端、TX接口连接第六功分器D6的第二输出端，第四功分器D4的第一输出端连接至信号分析监测设备，第四功分器D4的第二输出端连接第二单刀三掷开关K12的第二不动端；第二单刀三掷开关K12的动端连接第二收发信机；

所述第六双工器的ANT接口连接第六用户天线、RX接口连接第五功分器D5的输入端、TX接口连接第六功分器D6的第三输出端；第五功分器D5的第一输出端连接第二单刀三掷开关K12的第三不动端，第五功分器D5的第二输出端连接频谱监测设备；第六功分器D6的输入端连接第二收发信机。

所述信号分析监测设备包括AGILENT M9391A信号分析仪和PXIe外场分析仪。

所述频谱监测设备包括R&S频谱分析仪。

所述波形监测设备包括R&S频谱分析仪。

所述采集回放监测设备为UNIVI-PCIESSD-3GB-38SA1型的信号采集存储回放设备。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，包括：多个用户天线、切换控制单元和收发监测单元；

所述收发监测单元与切换控制单元连接，切换控制单元从多个用户天线中选择或切换与卫星通信的用户天线；

所述收发监测单元包括：收发信机、采集回放监测设备、波形监测设备、信号分析监测设备和频谱监测设备；

至少2个用户天线共用一个收发信机，采集回放监测设备至少连接2个用户天线，波形监测设备至少连接2个用户天线，信号分析监测设备和频谱监测设备分别至少连接1个用户天线。

2.根据权利要求1所述的一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，所述收发监测单元还包括交换机和控制端，所述交换机与控制端连接，所述收发信机、采集回放监测设备、波形监测设备、信号分析监测设备和频谱监测设备均连接至交换机。

3.根据权利要求2所述的一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，

所述用户天线包括：第一用户天线、第二用户天线、第三用户天线、第四用户天线、第五用户天线和第六用户天线；

所述第一用户天线、第二用户天线和第三用户天线共用第一收发信机，第四用户天线、第五用户天线和第六用户天线共用第二收发信机；

采集回放监测设备连接第一用户天线和第二用户天线，波形监测设备连接第三用户天线和第四用户天线，信号分析监测设备连接第五用户天线，频谱监测设备连接第六用户天线。

4.根据权利要求3所述的一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，所述切换控制单元包括：

第一双工器、第二双工器、第三双工器、第四双工器、第五双工器和第六双工器，

第一功分器D1、第二功分器D2、第三功分器D3、第四功分器D4、第五功分器D5和第六功分器D6，

第一合路器H1和第二合路器H2，

第一单刀双掷开关K1、第二单刀双掷开关K2、第一单刀三掷开关K11和第二单刀三掷开关K12。

5.根据权利要求4所述的一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，

所述第一双工器的ANT接口连接第一用户天线、RX接口连接第一功分器D1的输入端、TX接口连接第三功分器D3的第一输出端；第一功分器D1的第一输出端连接第一单刀双掷开关K1的第一不动端，第一单刀双掷开关K1的动端连接至采集回放监测设备，第一功分器D1的第二输出端连接第一单刀三掷开关K11的第一不动端；

所述第二双工器的ANT接口连接第二用户天线、RX接口连接第二功分器D2的输入端、TX接口连接第三功分器D3的第二输出端；第三功分器D3的输入端连接至第一收发信机；第二功分器D2的第一输出端连接第一单刀双掷开关K1的第二不动端，第二功分器D2的第二输出端连接第一单刀三掷开关K11的第二不动端；

所述第三双工器的ANT接口连接第三用户天线、RX接口连接第一单刀三掷开关K11的第三不动端、TX接口连接第一合路器H1的输出端；第一合路器H1的第一输入端连接第三功分器D3的第三输出端，第一合路器H1的第二输入端连接第二单刀双掷开关K2的第一不动端；第一单刀三掷开关K11的动端连接至第一收发信机；

所述第四双工器的ANT接口连接第四用户天线、RX接口连接第二单刀三掷开关K12的第一不动端、TX接口连接第二合路器H2的输出端；第二合路器H2的第一输入端连接第二单刀双掷开关K2的第二不动端，第二合路器H2的第二输入端连接第六功分器D6的第一输出端，第二单刀双掷开关K2的动端连接波形监测设备；

所述第五双工器的ANT接口连接第五用户天线、RX接口连接第四功分器D4的输入端、TX接口连接第六功分器D6的第二输出端，第四功分器D4的第一输出端连接至信号分析监测设备，第四功分器D4的第二输出端连接第二单刀三掷开关K12的第二不动端；第二单刀三掷开关K12的动端连接第二收发信机；

所述第六双工器的ANT接口连接第六用户天线、RX接口连接第五功分器D5 的输入端、TX接口连接第六功分器D6的第三输出端；第五功分器D5的第一输出端连接第二单刀三掷开关K12的第三不动端，第五功分器D5的第二输出端连接频谱监测设备；第六功分器D6的输入端连接第二收发信机。

6.根据权利要求2所述的一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，所述信号分析监测设备包括AGILENT M9391A信号分析仪和PXIe外场分析仪。

7.根据权利要求2所述的一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，所述频谱监测设备包括R&S频谱分析仪。

8.根据权利要求1所述的一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，所述波形监测设备包括R&S频谱分析仪。

9.根据权利要求1所述的一种S频段多址相控阵通信卫星天线测试系统，其特征在于，所述采集回放监测设备型号为UNIVI-PCIESSD-3GB-38SA1。

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