一种通信卫星星表设备场强预估方法及系统技术方案

一种通信卫星星表设备场强预估方法及系统，包括(1)建立发射天线‑通道标识矩阵；(2)逐一进行推饱和操作；(3)确定所述发射天线‑通道标识矩阵中元素的值、推饱和的功率以及推饱和通道对应的场强探头读数；(4)计算换算因子；(5)确定最小与最大的换算因子；(6)计算每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小和最大场强值；(7)预估所有天线对应的所有通道推饱和时星表设备处的最小和最大场强值。本发明专利技术既解决了测试不能直接获得实际数据的问题，又解决了脱离测试数据完全依赖仿真结果而带来的准确度低、效率低和高成本的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种通信卫星星表设备场强预估方法及系统
本专利技术涉及一种通信卫星星表设备场强预估方法及系统，属于卫星

技术介绍
通信卫星往往具有多路转发器，卫星的自兼容性包括星表敏感设备与转发器间的兼容。因此，应将卫星所有路转发器均推饱和时，星表设备处的场强与其敏感度阈值相比较，从而判断敏感设备与转发器的兼容性。然而，为了减少对星载设备的潜在损伤，减少对地面测试设备的损坏，在卫星自兼容测试的过程中，转发器并不能将所有路推饱和，只能根据分析结果使部分通道推饱和。因此，需要根据部分通道推饱和状态下的测试结果，预估所有通道推饱和状态下敏感设备处的场强。具有多路转发器的通信卫星普遍存在该分析预估需求，需要设计预估计算方法，满足型号应用要求。现有的场强预估方法是采用电磁仿真计算星表设备处的场强，该方法的准确性在很大程度上依赖于卫星的结构模型、天线模型和天线电参数等输入数据，以及卫星模型的简化方法、选择的电磁计算方法等多种因素，任意因素不足都会导致仿真结果与测试结果出现较大的偏差。本专利技术针对上述情况，利用部分通道推饱和状态下的测试数据，对转发器所有频段所有通道全开时星表敏感设备位置的场强进行预估计算。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通信卫星星表设备场强预估方法及系统,基于部分通道作用下星表设备处的场强值，对全通道作用时星表敏感设备处的场强预估方法。本专利技术的技术方案是：一种通信卫星星表设备场强预估方法，包括：(1)建立发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC(2)根据推饱和约束条件，对转发器的部分通道，依次逐一进行推饱和操作；(3)根据步骤(2)进行的推饱和操作，确定所述发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC中元素的值、推饱和的功率以及推饱和通道对应的场强探头读数；(4)计算已经完成推饱和操作的每一发射天线的每一通道对应的发射功率与场强的换算因子；(5)对每一发射天线对应各通道的换算因子进行比较，确定其中数值最小与最大的换算因子，记为该天线的最小与最大换算因子；(6)根据(5)所得每一发射天线的最小与最大换算因子，以及该天线推饱和时所有对应通道的功率和，计算每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小和最大场强值；(7)根据(6)所得每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小与最大场强值，预估所有天线对应的所有通道推饱和时星表设备处的最小和最大场强值。所述发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC具体为：其中IXi表示编号为X的发射天线对应的第i个通道是否已经推饱和，如果已经推饱和，则IXi＝1，否则IXi＝0；如果该通道不存在，IXi＝0；X＝1，…，N，N为星上设置的转发器所有发射天线的数量；i＝1，…，N′，N′为所有发射天线对应转发器的最大通道总数。所述推饱和约束条件包括：(a)所述选择的转发器的部分通道，覆盖所有的发射天线；(b)每一次只有一个通道进行推饱和的操作，推饱和完毕后将功率回退后再进行下一通道推饱和的操作；(c)在每一发射天线对应通道推饱和的过程中，保持发射天线本身，以及发射天线与用于测量星表设备处场强的场强探头的相对位置不变。所述步骤(2)推饱和操作是指：将转发器输入信号功率调整到饱和功率状态。所述步骤(4)计算已经完成推饱和操作的每一发射天线的每一通道对应的发射功率与场强的换算因子，具体为：其中，FXi为该发射天线该通道的发射功率与场强的换算因子；Xi为推饱和的通道编号；X＝1,…,N；N为转发器所有发射天线总数；i＝1,…,N′；N′为该发射天线对应转发器的通道总数；EXi为该通道推饱和后场强探头的读数；PXi为该推饱和通道的功率，IXi＝0时，PXi＝0。所述步骤(6)计算每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小和最大场强值，具体为：其中，FXmin与FXmax是最小与最大换算因子；EXmin与EXmax是对应的每一天线所有通道推饱和时的最小与最大场强值；是该天线对应的所有通道推饱和时的功率和。所述步骤(7)预估所有天线对应的所有通道推饱和时星表设备处的最小和最大场强值，具体为：其中，Emin与Emax是转发器所有天线对应的所有通道推饱和时星表设备处的最小和最大场强值。所述场强探头设置在星表设备处。一种通信卫星星表设备场强预估系统，包括：标识矩阵建立模块：用于建立发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC；推饱和模块：用于根据推饱和约束条件，对转发器的部分通道，依次逐一进行推饱和操作，进而根据推饱和操作，确定标识矩阵建立模块建立的发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC中元素的值、推饱和的功率以及推饱和通道对应的场强探头读数；换算因子确定模块：用于计算已经完成推饱和操作的每一发射天线的每一通道对应的发射功率与场强的换算因子；最小与最大换算因子确定模块：用于根据所述换算因子确定模块的计算结果，对每一发射天线对应各通道的换算因子进行比较，确定其中数值最小与最大的换算因子，记为该天线的最小与最大换算因子；最小和最大场强值确定模块：用于所得每一发射天线的最小与最大换算因子，以及该天线推饱和时所有对应通道的功率和，计算每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小和最大场强值；场强预估模块：用于根据所得每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小与最大场强值，预估所有天线对应的所有通道推饱和时星表设备处的最小和最大场强值。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术是一种基于部分通道推饱和的测试数据，对全通道推饱和的数据进行半实物分析的计算方法；它的优点在于既解决了测试不能直接获得实际数据的问题，又解决了脱离测试数据完全依赖仿真结果而带来的准确度低、效率低和高成本的问题。(2)实际测试时，受限于热控、地面信号源等因素，无法对转发器所有通道进行推饱和操作，本专利技术解决了这一问题。附图说明图1是本专利技术方法流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术方法及系统应用于具有多通道转发器的通信卫星，基于部分通道作用下星表设备处的场强值，对全通道作用时星表敏感设备处的场强进行预估。如图1所示，本专利技术提出的一种通信卫星星表设备场强预估方法，步骤如下：(1)建立“发射天线-通道”标识矩阵IndiactorAC其中IXi表示编号为X的发射天线对应的第i个通道是否已经推饱和，如果已经推饱和，则IXi＝1，否则IXi＝0；如果该通道不存在，IXi＝0。X＝1，…，N，N为转发器所有发射天线的数量；i＝1，…，N′，N′为所有发射天线对应转发器的最大通道总数。(2)根据推饱和约束条件，对转发器的部分通道，依次逐一进行推饱和操作；推饱和操作是指：将转发器输入信号功率调整到饱和功率状态。推饱和约束条件包括：(a)所述选择的转发器的部分通道，覆盖所有的发射天线；(b)每一次只有一个通道进行推饱和的操作，推饱和完毕后将功率回退后再进行下一通道推饱和的操作；(c)在每一发射天线对应通道推饱和的过程中，保持发射天线本身，以及发射天线与用于测量星表设备处场强的场强探头的相对位置不变。(3)根据步骤(2)进行的推饱和操作，确定所述发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC中元素的值、推饱和的功率以及推饱和通道对应的场强探头读数；(4)计算已经完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信卫星星表设备场强预估方法，其特征在于包括：(1)建立发射天线‑通道标识矩阵IndiactorAC(2)根据推饱和约束条件，对转发器的部分通道，依次逐一进行推饱和操作；(3)根据步骤(2)进行的推饱和操作，确定所述发射天线‑通道标识矩阵IndiactorAC中元素的值、推饱和的功率以及推饱和通道对应的场强探头读数；(4)计算已经完成推饱和操作的每一发射天线的每一通道对应的发射功率与场强的换算因子；(5)对每一发射天线对应各通道的换算因子进行比较，确定其中数值最小与最大的换算因子，记为该天线的最小与最大换算因子；(6)根据(5)所得每一发射天线的最小与最大换算因子，以及该天线推饱和时所有对应通道的功率和，计算每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小和最大场强值；(7)根据(6)所得每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小与最大场强值，预估所有天线对应的所有通道推饱和时星表设备处的最小和最大场强值。

【技术特征摘要】
1.一种通信卫星星表设备场强预估方法，其特征在于包括：(1)建立发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC(2)根据推饱和约束条件，对转发器的部分通道，依次逐一进行推饱和操作；(3)根据步骤(2)进行的推饱和操作，确定所述发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC中元素的值、推饱和的功率以及推饱和通道对应的场强探头读数；(4)计算已经完成推饱和操作的每一发射天线的每一通道对应的发射功率与场强的换算因子；(5)对每一发射天线对应各通道的换算因子进行比较，确定其中数值最小与最大的换算因子，记为该天线的最小与最大换算因子；(6)根据(5)所得每一发射天线的最小与最大换算因子，以及该天线推饱和时所有对应通道的功率和，计算每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小和最大场强值；(7)根据(6)所得每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小与最大场强值，预估所有天线对应的所有通道推饱和时星表设备处的最小和最大场强值。2.根据权利要求1所述的一种通信卫星星表设备场强预估方法，其特征在于：所述发射天线-通道标识矩阵IndiactorAC具体为：其中IXi表示编号为X的发射天线对应的第i个通道是否已经推饱和，如果已经推饱和，则IXi＝1，否则IXi＝0；如果该通道不存在，IXi＝0；X＝1，…，N，N为星上设置的转发器所有发射天线的数量；i＝1，…，N′，N′为所有发射天线对应转发器的最大通道总数。3.根据权利要求1所述的一种通信卫星星表设备场强预估方法，其特征在于：所述推饱和约束条件包括：(a)所述选择的转发器的部分通道，覆盖所有的发射天线；(b)每一次只有一个通道进行推饱和的操作，推饱和完毕后将功率回退后再进行下一通道推饱和的操作；(c)在每一发射天线对应通道推饱和的过程中，保持发射天线本身，以及发射天线与用于测量星表设备处场强的场强探头的相对位置不变。4.根据权利要求1所述的一种通信卫星星表设备场强预估方法，其特征在于：所述步骤(2)推饱和操作是指：将转发器输入信号功率调整到饱和功率状态。5.根据权利要求1所述的一种通信卫星星表设备场强预估方法，其特征在于：所述步骤(4)计算已经完成推饱和操作的每一发射天线的每一通道对应的发射功率与场强的换算因子，具体为：其中，FXi为该发射天线该通道的发射功率与场强的换算因子；Xi为推饱和的通道编号；X＝1,…,N；N为转发器所有发射天线总数；i＝1,…,N′；N′为该发射天线对应转发器的通道总数；EXi为该通道推饱和后场强探头的读数；PXi为该推饱和通道的功率，IXi＝0时，PXi＝0。6.根据权利要求1所述的一种通信卫星星表设备场强预估方法，其特征在于：所述步骤(6)计算每一发射天线对应的转发器所有通道推饱和时的最小和最大场强值，具体为：其中，FXmin与FXmax是最小与最大换算因子；EXmin与EXmax是对应的每一天线所有通道推饱和时的最小与最大场强值；是该天线对应的所有通道推饱和时的功率和。7.根据权利要求1所述的一种通信卫星星表设备场强预估方法，其特征在于：所述步骤(7)预估所有天线对应的所有通道推饱和时星表设备处的最小和最...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，李冉，张玉廷，程丽丽，罗强，盛北飞，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11