RU2729915C1 - СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИСПЫТАНИЙ СПУТНИКОВЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ Q/Ka - ДИАПАЗОНА - Google Patents

СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИСПЫТАНИЙ СПУТНИКОВЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ Q/Ka - ДИАПАЗОНА Download PDF

Info

Publication number
RU2729915C1
RU2729915C1 RU2019142870A RU2019142870A RU2729915C1 RU 2729915 C1 RU2729915 C1 RU 2729915C1 RU 2019142870 A RU2019142870 A RU 2019142870A RU 2019142870 A RU2019142870 A RU 2019142870A RU 2729915 C1 RU2729915 C1 RU 2729915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
equipment
input
dbk
losses
output
Prior art date
Application number
RU2019142870A
Other languages
English (en)
Inventor
Игорь Сергеевич Нестеренко
Александр Анатольевич Квашнин
Евгений Борисович Проценко
Сергей Геннадьевич Смирнов
Дмитрий Андреевич Большаков
Original Assignee
Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва»
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 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» filed Critical Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва»
Priority to RU2019142870A priority Critical patent/RU2729915C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2729915C1 publication Critical patent/RU2729915C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/10—Monitoring; Testing of transmitters
    • H04B17/15—Performance testing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам проведения высокочастотных (ВЧ) испытаний бортовых ретрансляционных комплексов (БРК), в частности к схемным решениям подключения технологической оснастки к ретрансляторам радиосигналов Q/Ka-диапазона. Измерение потерь в технологической оснастке происходит автоматически с использованием CalPod при каждом измерении ВЧ характеристик, а уменьшение КСВ во входной технологической оснастке от выхода входной матрицы контрольно-проверочной аппаратуры (КПА) до входа в БРК происходит за счет использования изоляторов. Обеспечиваются увеличение точности измерения ВЧ характеристик, за счёт учёта потерь при прокладке технологической оснастки, а также уменьшение времени измерения потерь в технологической оснастке. 2 ил.

Description

Изобретение относится к способам проведения высокочастотных (ВЧ) испытаний бортовых ретрансляционных комплексов (БРК), в частности к схемным решениям подключения технологической оснастки к ретрансляторам радиосигналов Q/Ka-диапазона.
В настоящее время наиболее распространена схема испытаний, в которой для повышения точности получаемых результатов используются устройства автоматического восстановления калибровки (CalPod, In line CalKit) (патенты CN 106911404, CN 106656306, CN 107769836).
В патенте CN 107769836 представлена универсальная платформа для автоматического измерения спутника.
Изобретение относится к спутниковой универсальной платформе автоматического тестирования и способу ее взаимодействия с данными, направлено на решение технической проблемы, заключающейся в том, что существующее спутниковое испытательное оборудование имеет низкую универсальность и низкую степень автоматизации, и относится к технической области спутниковых испытаний. Спутниковая универсальная платформа автоматического измерения, состоит из уровня периферийного оборудования, уровня промежуточного обслуживания и уровня пользовательского терминала, причем уровень периферийного оборудования содержит оборудование для автоматического измерения и управления, CAN (контроллер периферийной сети) оборудование для мониторинга, оборудование для мониторинга сигналов о неисправности кабеля и оборудования БС (батарея солнечная), и используется для ответа на команду дистанционного управления комплексного сервера измерений, загрузка команды дистанционного управления на спутник, сбор телеметрии (ТМ), данных одновременно, передавая собранный сигнал на сервер комплексного тестирования для выполнения обработки сигнала и хранения данных. В соответствии с тестируемой платформой и способом взаимодействия с данными, удовлетворяется потребность в быстром тестировании на каждой этапе создания спутника; сформирована система контроля испытаний спутникового распределения и комплексного управления интеграцией, а также реализовано универсальное и автоматическое измерения спутников. Спутниковая универсальная автоматическая испытательная платформа обладает преимуществами высокой универсальности и высокой степени автоматизации.
Недостатком данного патента является использование другого протоколов обмена данных. В данном патенте используется шина данных с протокол CAN, а на данный момент в Российских КА используется протокол OBDH.
В патенте CN 106656306 представлен способ измерения интермодялиционных составляющих третьего порядка.
Изобретение относится к высокопроизводительному и высокоточному способу измерения интермодуляционных составляющих третьего порядка ретранслятора, используя векторный анализатор цепей, который включает в себя этапы настройки параметров калибровки для векторного анализатора цепей, завершения калибровки канала измерения в режиме Swept IMD Converter, установка тестового кабеля и создание полной схемы тестирования. Установка соответствующих параметров тестирования во встроенной калибровочной среде, установка двухтонального радиочастотного колебания, тестирование характеристик интермодуляции третьего порядка ретранслятора и построение графика результата теста. Способ, предлагаемый в настоящем изобретении, может значительно улучшить удобство тестирования, эффективность измерения, точность и степень автоматизации тестирования интермодуляции третьего порядка с двумя несущими спутниковой ретрансляционной системы связи и может значительно снизить стоимость теста, особенно для крупномасштабных многоканальных ретрансляторов.
Недостатками данного патента является возможность измерения только интермодуляцию 3 порядка, что не является полным спектром проверок ВЧ характеристик БРК как амплитудных, так и частотных.
В качестве ближайшего аналога выбран патент CN 106911404, который принят за прототип. В патенте CN 106911404 представлен способ измерения высокочастотных характеристик бортового ретрансляционного комплекса (БРК), такие как амплитудно-частотная характеристика и групповое время задержки используя. Измерение амплитудно-частотных характеристик каналов ретранслятора основаны на методе, который включает в себя векторный анализатор цепей (ВАЦ) серии PNA-X и матрицу коммутации с каналом который требуется измерить. ВАЦ используется в качестве оборудования для измерения каналов. Для измерения амплитудно-частотных характеристик канала требуется сделать калибровку технологической оснастки, путём сканирования потерь в требуемой полосе частот на векторном анализаторе цепей. Соответственно калибруют тестируемый канал по восходящей линии связи и тестируемый канал по нисходящей линии связи системы с помощью векторного анализатора цепей. Далее соединяют векторный анализатор цепей с матрицей коммутации и с требуемым для проверки каналом. Установка S-параметров в векторном анализаторе цепей, завершение измерения амплитудно-частотной характеристики, измерение уровня подавления внеполосного сигнала и измерение групповой задержки посредством автоматического управления векторным анализатором цепей и одновременное построение соответствующей графиков сигнала. Получение данных результатов измеренного тракта обратных потерь и временной задержки измеряемого тракта, тем самым получая окончательные результаты измерения амплитудно-частотной характеристики тракта.
Недостатками прототипа является невозможность учёта дополнительных потерь в технологической оснастке. Так же одним из недостатков является возможность измерения только неравномерности амплитудно-частотной характеристики (НАЧХ) и неравномерности группового времени запаздывания (НГВЗ), что не является полным спектром проверок ВЧ характеристик БРК.
Для заявленного способа выявлены общие с прототипом существенные признаки, такие как: способ высокочастотного испытания спутниковых ретрансляторов
Q/Ka-диапазона, включающий калибровку технологической оснастки, измерение неравномерности амплитудно-частотной характеристики и неравномерности группового времени запаздывания с использованием контрольно-проверочной аппаратуры состоящей из векторного анализатора цепей PNA-X, измерителя мощности, входной и выходной матриц переключателей.
Технической проблемой способа является точность и скорость измерения вносимых дополнительных потерь технологической оснастки и ВЧ характеристик БРК.
В настоящее время в Российской Федерации возросла актуальность использования более высоких частотных диапазонов, таких как Ku, K, Ka, Q. Использование Q-диапазона (40-56 ГГц) накладывает определенные требования не только на бортовое оборудование, но и на оборудование, используемое для наземной экспериментальной отработки (НЭО) БРК. В настоящее время большинство измерительного оборудования специфицировано для работы до 40 ГГц. Полезный сигнал с увеличением частоты становится более чувствительным к качеству ВЧ трактов, что приводит к ухудшению затухания и коэффициента отражения в ВЧ трактах. Во время проведения НЭО БРК для коммутации измерительного оборудования, а также оборудования формирующего тестовый сигнал (генератор) используются технологические коаксиальные кабели, длиной достигающие 10 м. Увеличенные потери и коэффициент стоячей волны (КСВ) снижают точность измерений.
Техническим результатом способа является увеличение точности измерения ВЧ характеристик, за счёт учёта потерь при прокладке технологической оснастки, а также уменьшение времени измерения потерь в технологической оснастке.
Техническая проблема решается благодаря тому, что в способе высокочастотного испытания спутниковых ретрансляторов Q/Ka-диапазона, включающего калибровку технологической оснастки, измерение неравномерности амплитудно-частотной характеристики и неравномерности группового времени запаздывания с использованием контрольно-проверочной аппаратуры состоящей из векторного анализатора цепей PNA-X, измерителя мощности, входной и выходной матриц переключателей, в отличие от прототипа снижают коэффициент стоячей волны технологической оснастки, используя изоляторы на входе бортового ретрансляционного комплекса и измеряют потери в технологической оснастке перед каждым измерением амплитудно-частотных характеристик устройством автоматического восстановления калибровки на выходе БРК.
Техническая сущность и принцип действия предложенного способа поясняются чертежами фиг. 1, фиг. 2, на которых показана подробная схема измерения характеристик по входу и выходу БРК.
В заявленном решении описан способ измерения ВЧ характеристик, позволяющий учитывать дополнительные потери в технологической оснастке в автоматическом режиме и повышающий точность измерения результатов. Данным способом, можно измерять ВЧ характеристики БРК, такие как НАЧХ, НГВЗ, амплитудная характеристика (АМ-АМ) и точки насыщения (Тн).
Способ высокочастотных испытаний спутниковых ретрансляторов Q/Ka–диапазона содержит такие схожие элементы, как векторный анализатор цепей PNA-X для измерения потерь в технологической оснастке на входе БРК и проведения измерений НАЧХ и НГВЗ, а также входную и выходную матрицу переключателей для коммутации требуемого канала. Предусмотрены следующие отличия, такие как применение изоляторов по входу БРК и CalPod на выходе БРК.
Суть гибридной схемы измерения заключается в использовании устройств автоматического восстановления калибровки на выходе БРК Q/Ka-диапазона для переноса измерительной плоскости порта контрольно-проверочная аппаратура (КПА) на выход БРК. На входе БРК измерение входной мощности производится опорным приемником ВАЦ и с учётом калибровки входной технологической оснастки пересчитывается на вход БРК.
Схема прохождения сигнала от выхода входной матрицы КПА до входа БРК и с выхода БРК до входа в выходную матрицу КПА описана ниже.
Сигнал с выхода входной матрицы КПА (3) проходит через изолятор (2), в котором поглощается отраженная волна от входа платы доступа (5), что способствует снижению КСВ, далее сигнал поступает на входной направленный ответвитель БРК (1). После прохождения сигнала через тракты БРК, с выхода выходного направленного ответвителя (4) поступает в плату доступа (5) и проходит через устройство автоматического восстановления калибровки CalPod (6). С выхода CalPod (6) сигнал поступает выходную матрицу (8). Сигнал управление CalPod (6) поступает через сплиттер (7) от контроллера CalPod (9).
При использовании CalPod происходит непосредственный учёт потерь в технологических кабелях от выходы БРК до входа в выходную матрицу переключателей КПА перед каждым измерением амплитудно-частотных характеристик БРК. Так как потери в технологической оснастке зависят от множества факторов таких как: температура, используемый диэлектрик в кабеле, частота сигнала, способ прокладки до платы доступа, то отдельно учесть дополнительные потери при анализе не представляется возможным. Принцип работы устройства автоматического восстановления калибровки основан на описании встроенных в устройство калибровочных мер. Устройства CalPod, In line CalKit содержат встроенные меры короткого замыкания, холостого хода, согласованной нагрузки. Калибровочные меры коммутируются с помощь pin-диодов, которые управляются от векторного анализатора цепей (ВАЦ) с помощью контроллера.
На сегодняшний день реализовано два подхода к описанию встроенных калибровочных мер:
1) Описание выполняет пользователь с помощью эталонных мер другого калибровочного набора;
2) Описание выполняет производитель и сохраняет как эталонное в драйвере устройства.
После того как выполнено описание встроенных калибровочных мер – устройство автоматического восстановления калибровки помещается на интерфейс измеряемого устройства (ИУ). Перед началом измерения ИУ ВАЦ выполняет измерение отражения от встроенных калибровочных мер CalPod/In line CalKit и сравнивает с эталонным. Путем сравнения ВАЦ выделяет вклад от технологической оснастки между тестовым портом и устройством восстановления калибровки. Этот вклад математически исключается из результата измерения ИУ с оснасткой.
Таким образом, пользователь получает результат измерения ИУ без учета влияния технологической оснастки.
Устройство автоматического восстановления калибровки CalPod (6) производит измерение потерь в выходной технологическом оснастке, после чего по формуле 1 происходит вычисление уровня сигнала на входе БРК, а так же вычисление уровня сигнала с выхода БРК согласно формуле 2. При длине кабеля 10 м потери в технологической оснастке Ka-диапазона могут достигать 30 дБ, с учетом его прокладки потери могут возрасти. При обычном методе измерения данную разницу в потерях измерить не представляется возможным. Поэтому выходной уровень будет отличаться от реального на разницу в потерях между измеренным уровнем потерь до прокладки и после, что даст дополнительную погрешность в измерении амплитудных характеристик.
До применения CalPod’ов уровень выходного сигнала определялся расчётным способом и измерением каждого кабеля на центральной частоте с использованием ВАЦ, то есть предполагается, что потери в технологической оснастке постоянны и вычислялись по следующей формуле, при этом дополнительные потери при прокладке кабеля не учитываются:
Uвх. сигнала = U1вх сигнала – Lтех.оснастка, (1)
где Uвх. сигнала – уровень сигнала на входе БРК;
U1вх сигнала – уровень выходного сигнала с генератора;
Lтех.оснастка – потери в технологической оснастке от выхода входной матрица переключателей до входа в БРК.
Uвых. сигнала = U1 вых сигнала – Lтех.оснастка, (2)
где Uвых. сигнала – уровень сигнала на входе КПА;
U1вых сигнала – уровень выходного сигнала с БРК;
Lтех.оснастка – потери в технологической оснастке от выхода БРК до входа в выходную матрицу переключателей КПА.
Таким образом, измерение потерь в технологической оснастке происходит автоматически с использованием CalPod при каждом измерении ВЧ характеристик, а уменьшение КСВ во входной технологической оснастке от выхода входной матрицы контрольно-проверочной аппаратуры (КПА) до входа в БРК происходит за счет использования изоляторов.

Claims (1)

  1. Способ высокочастотного испытания спутниковых ретрансляторов Q/Ka-диапазона, включающий калибровку технологической оснастки, измерение неравномерности амплитудно-частотной характеристики и неравномерности группового времени запаздывания с использованием контрольно-проверочной аппаратуры, состоящей из векторного анализатора цепей PNA-X, измерителя мощности, входной и выходной матриц переключателей, отличающийся тем, что снижают коэффициент стоячей волны технологической оснастки, используя изоляторы на входе бортового ретрансляционного комплекса (БРК), и измеряют потери в технологической оснастке перед каждым измерением амплитудно-частотных характеристик устройством автоматического восстановления калибровки на выходе БРК.
RU2019142870A 2019-12-23 2019-12-23 СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИСПЫТАНИЙ СПУТНИКОВЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ Q/Ka - ДИАПАЗОНА RU2729915C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142870A RU2729915C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИСПЫТАНИЙ СПУТНИКОВЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ Q/Ka - ДИАПАЗОНА

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142870A RU2729915C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИСПЫТАНИЙ СПУТНИКОВЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ Q/Ka - ДИАПАЗОНА

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729915C1 true RU2729915C1 (ru) 2020-08-13

Family

ID=72086442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019142870A RU2729915C1 (ru) 2019-12-23 2019-12-23 СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИСПЫТАНИЙ СПУТНИКОВЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ Q/Ka - ДИАПАЗОНА

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729915C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092082A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Socowave Technologies Limited Communication system, apparatus and methods for calibrating an antenna array
CN106546962A (zh) * 2016-11-03 2017-03-29 上海卫星工程研究所 卫星应答机固有时延自动测试装置及测试方法
CN106911404A (zh) * 2017-03-08 2017-06-30 中国空间技术研究院 一种基于矢网的转发器通道频率响应的测试方法
CN107769836A (zh) * 2017-09-13 2018-03-06 长光卫星技术有限公司 卫星通用自动化测试平台及其数据交互方法
CN106656306B (zh) * 2016-12-07 2019-05-24 中国空间技术研究院 一种基于矢量网络分析仪的转发器三阶互调测试方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092082A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Socowave Technologies Limited Communication system, apparatus and methods for calibrating an antenna array
CN106546962A (zh) * 2016-11-03 2017-03-29 上海卫星工程研究所 卫星应答机固有时延自动测试装置及测试方法
CN106656306B (zh) * 2016-12-07 2019-05-24 中国空间技术研究院 一种基于矢量网络分析仪的转发器三阶互调测试方法
CN106911404A (zh) * 2017-03-08 2017-06-30 中国空间技术研究院 一种基于矢网的转发器通道频率响应的测试方法
CN107769836A (zh) * 2017-09-13 2018-03-06 长光卫星技术有限公司 卫星通用自动化测试平台及其数据交互方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106911404B (zh) 基于矢量网络分析仪的转发器通道频率响应的测试方法
CN106990417B (zh) 一种卫星转发器测试系统校准方法
CN107682230B (zh) 一种wifi性能与功能测试仪及其测试方法
US7206549B2 (en) System and method for testing wireless devices
CN107959515B (zh) 多天线噪声功率的测量方法和装置
US10720703B2 (en) In-situ active impedance characterization of scanned array antennas
CN113358946A (zh) 扩频模块、在片测试系统及其s参数、噪声系数测试方法
US11233585B2 (en) System and apparatus for identifying faults in a radio frequency device or system
CN106771554A (zh) 多端口微波器件测试系统及方法
US6965241B1 (en) Automated electronic calibration apparatus
KR102409687B1 (ko) Rf 체인의 특성을 측정하기 위한 방법 및 장치
CN105119664A (zh) 超短波电台终端测试装置
RU2729915C1 (ru) СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИСПЫТАНИЙ СПУТНИКОВЫХ РЕТРАНСЛЯТОРОВ Q/Ka - ДИАПАЗОНА
CN110470973B (zh) 一种低噪放芯片噪声系数自动化在片测试系统
CN113300787A (zh) 用于测试被测设备的方法和测试系统
CN112615681B (zh) 发射通道的幅度校准方法、装置和网络设备
EP0234111B1 (en) Six-port reflectometer test arrangement
WO2022271518A1 (en) System and method for compensating for power loss due to a radio frequency (rf) signal probe mismatch in conductive signal testing
CN110221142B (zh) 一种基于无源互调辐射场的非线性测试定位的方法及装置
CN110166147B (zh) 一种基站天线互调故障定位测试系统及方法
CN108375759B (zh) 一种高集成度列线源自动测试装置及测试方法
CN113484549A (zh) 一种适用于ota测试的evm测量方法
CN112698113B (zh) 接收通道的幅度校准方法、装置和网络设备
CN112615680B (zh) 发射通道的相位校准方法、装置和网络设备
CN109100578A (zh) 一种多端口天线的互调测试装置