一种高速数传基带测试设备校准装置及方法制造方法及图纸

一种高速数传基带测试设备校准装置(100)，其特征在于，包括误码率参数的验证单元(110)、解调损耗参数校准单元(120)以及多普勒频率校准单元(130)，其中，所述误码率参数的验证单元(110)用于获取误码率测试结果以及对误码率进行验证；所述解调损耗参数校准单元(120)通过对信号功率的测量和噪声功率的测量，分别对信号能量的标定和噪声能量的标定得到信噪比的测量结果；所述多普勒频率校准单元(130)用于对多普勒频率的快速捕获，通过计算机软件控制采样时序，实时动态跟踪最大频率值，并计算得到最大频率偏移。

A Calibration Device and Method for High Speed Baseband Testing Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种高速数传基带测试设备校准装置及方法
本专利技术属于无线电电子学领域，涉及一种高速数传基带测试设备校准装置及方法。
技术介绍
随着卫星任务需求的发展变化，星载测控分系统也从成熟的统一载波S波段测控体制，逐步地引入扩频技术。采用扩频体制的测控系统，相应的星载测控分系统的地面测试系统也在原有的统一载波S波段测控体制通道部分的基础上，增加了基带处理部分，即利用伪随机PN码序列对传送的信息(遥控、遥测)数据进行调制传输，依靠高速率扩频码来保证测距精度，利用信息帧或长PN码解距离模糊，从而实现测距、遥控、遥测的功能。因此，扩频体制中的关键技术体现在数字综合基带部分。本专利技术主要的研究对象是高速数传基带测试设备，它是测控地面测试系统的关键设备，主要功能为信号的处理和遥控遥测信息的通信传输，完成遥控指令的调制，输出中频上行信号，接收下行中频信号，实现载波、码型的捕获跟踪和遥测数据的解调功能，以及多普勒测速和遥测误码率测试等功能。误码率是衡量整个卫星传输链路重要的指标，传统的测量误码率方法复杂、成本高，在系统误码率不满足指标时，最重要的是判断影响系统误码率恶化出现哪个环节。在地面数字综合基带设备中影响系统误码性能的主要参数为解调器的解调损耗。由于误码率特性是描述整个卫星数据传输系统性能的主要指标，而数传下行链路是在给定数传系统误码率的情况下，综合考虑基带测试设备的性能及大气损耗，天线极化损耗等，影响系统误码率的诸因素来计算卫星遥感数传通道的发射功率。因此，在规定的高码速率数据传输要求条件下，必须保证基带测试设备的解调损耗指标，确保输入到系统的信号不被测试设备恶化，从系统角度保证信号传输质量。多普勒效应也是地面测控系统必须考虑的问题。由于低轨卫星对于地面静止目标本身就存在极高的相对运动速度，当卫星链路另一端连接的目标载体为高速机载/弹载平台或是其它空间飞行器时，通信双方的相对运动速度更高。对于高动态通信链路，较高的相对运动速度反映到信号层面则表现为强多普勒效应，即接收信号存在较大的载波频率偏移。另一方面，由于通信卫星绕地心作圆周运动，故其与通信目标载体的径向速度是时变的，随之产生的载波多普勒频偏也具有时变特性，即载波频偏具有一定的高阶变化率。当目标载体为飞机、导弹等高速、高机动平台时，上述多普勒效应更为显著。因此，在进入信号跟踪之前，需要通过捕获估算出接收信号的载波多普勒频率参数。目前，还没有对高速基带测试设备的多普勒频率和解调损耗这两个重要参数进行校准的规程和规范。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高速数传基带测试设备校准装置100，其特征在于，包括误码率参数的验证单元110、解调损耗参数校准单元120以及多普勒频率校准单元130，其中，所述误码率参数的验证单元110用于获取误码率测试结果以及对误码率进行验证；所述解调损耗参数校准单元120通过对信号功率的测量和噪声功率的测量，分别对信号能量的标定和噪声能量的标定得到信噪比的测量结果；所述多普勒频率校准单元130用于对多普勒频率的快速捕获，通过计算机软件控制采样时序，实时动态跟踪最大频率值，并计算得到最大频率偏移。优选地，所述误码率参数的验证单元110采用示波器和矢量信号分析软件以及宽带噪声源，对被测设备的中频调制单元、中频接收单元进行误码率测试与验证。优选地，所述解调损耗参数校准单元120包括频谱分析仪、计算机以及噪声源，对被测设备的中频调制单元、中频接收单元进行解调损耗校准。优选地，所述多普勒频率校准单元130包括频谱分析仪和计算机，对被测设备的中频调制单元进行多普勒频率校准。本专利技术实施例还提供了一种高速数传基带测试设备校准方法，其特征在于，至少包括对被测设备的解调损耗参数校准以及多普勒频率校准。优选地，所述对被测设备的解调损耗参数校准的步骤包括：步骤1：误码率参数的验证单元进行误码测试；步骤2：误码率参数的验证单元进行误码率验证；步骤3：解调损耗参数校准单元进行解调损耗校准。优选地，所述步骤1具体包括：中频调制单元产生宽带调制信号，设置信号的调制方式、信号输出电平、码速率、PN码类型；将中频调制单元射频信号输出端连接到宽带噪声源信号输入端，宽带噪声源信号输出端连接到高速数传基带测试设备的通道1的信号输入端；调节宽带噪声源的内部衰减器，直到高速数传基带测试设备的误码测试结果满足要求。优选地，所述步骤2具体包括：通过误差矢量幅度EVM参数的测量，衡量信号幅度误差和相位误差的指标；所述EVM为平均误差矢量功率与平均参考功率之比的平方根，按最远符号的幅度和平均符号功率的平方根值来确定。优选地，所述步骤3包括：保持中频调制单元的状态不变，先对输出的信号功率进行定标；用微波电缆将调制信号输出端连至校准装置频谱分析仪射频信号输入端，利用通道功率测量功能，设置载波频率、通道带宽、分辨率带宽、积分时间和参考电平等系统参数；将被校准的中频调制信号开关关闭，基于直接测量法用校准装置中的频谱分析仪测量此时的噪声功率；关闭宽带噪声源的信号输出，打开被校准中频调制信号输出开关，用校准装置中的频谱分析仪测量此时的信号功率；计算输入到中频接收单元的载噪比，获取解调损耗。优选地，所述多普勒频率校准为采用多普勒频率校准单元进行多普勒频率校准获得最大多普勒频率偏移，具体包括步骤：设置被校高速数传基带测试设备单载波输出，设置多普勒模拟频率；将被校高速数传基带测试设备的中频输出信号直接输入到频谱分析仪射频输入端，在计算机多普勒频率校准软件操作界面点击“校准”，计算机控制频谱分析仪锁定载波频率，设置频谱宽度和分辨率带宽，并自动跟踪幅度最大值点；通过软件控制读取频率点的时序，并计算最大和最小频率偏移值，从而得到多普勒频率的测量结果。本专利技术的优点在于：为高速数传基带测试设备两个最重要的电性能参数(解调损耗和多普勒频率)的校准提供方法，校准装置由通用测试设备组成，具有溯源性，可以满足码速率最高为1500MHz的高速数传基带测试设备的校准需求。附图说明图1为本专利技术实施例的高速数传基带测试设备校准装置模块图；图2为本专利技术实施例的误码率参数的验证单元工作原理图；图3为本专利技术实施例的解调损耗参数校准单元工作原理图；图4为本专利技术实施例的多普勒频率校准单元工作原理图；图5为本专利技术实施例的解调损耗参数校准流程图；图6为本专利技术实施例的解调损耗校准软件界面示意图；图7为本专利技术实施例的高速基带设备误码率测量结果；图8(1)为本专利技术实施例的含噪声基带调制信号星座图；图8(2)为本专利技术实施例的矢量信号分析仪信号质量监测结果；图9(1)为本专利技术实施例的噪声功率测量结果；图9(2)为本专利技术实施例的信号功率测量结果。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术目的在于通过研究高速数传基带测试误码测试原理和多普勒效应，提供一种高速数传基带测试设备校准装置，以实现对解调损耗参数、多普勒频率参数的校准。为解决解调损耗参数校准问题，本专利技术采用误码率参数的间接验证和解调损耗的直接测量。本专利技术实施例提供的一种高速数传基带测试设备校准装置100，其特征在于，包括误码率参数的验证单元110、解调损耗参数校准单元120以及多普勒频率校准单元130，其中，所述误码率参数的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速数传基带测试设备校准装置(100)，其特征在于，包括误码率参数的验证单元(110)、解调损耗参数校准单元(120)以及多普勒频率校准单元(130)，其中，所述误码率参数的验证单元(110)用于获取误码率测试结果以及对误码率进行验证；所述解调损耗参数校准单元(120)通过对信号功率的测量和噪声功率的测量，分别对信号能量的标定和噪声能量的标定得到信噪比的测量结果；所述多普勒频率校准单元(130)用于对多普勒频率的快速捕获，通过计算机软件控制采样时序，实时动态跟踪最大频率值，并计算得到最大频率偏移。

【技术特征摘要】
1.一种高速数传基带测试设备校准装置(100)，其特征在于，包括误码率参数的验证单元(110)、解调损耗参数校准单元(120)以及多普勒频率校准单元(130)，其中，所述误码率参数的验证单元(110)用于获取误码率测试结果以及对误码率进行验证；所述解调损耗参数校准单元(120)通过对信号功率的测量和噪声功率的测量，分别对信号能量的标定和噪声能量的标定得到信噪比的测量结果；所述多普勒频率校准单元(130)用于对多普勒频率的快速捕获，通过计算机软件控制采样时序，实时动态跟踪最大频率值，并计算得到最大频率偏移。2.如权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述误码率参数的验证单元(110)采用示波器和矢量信号分析软件以及宽带噪声源，对被测设备的中频调制单元、中频接收单元进行误码率测试与验证。3.如权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述解调损耗参数校准单元(120)包括频谱分析仪、计算机以及噪声源，对被测设备的中频调制单元、中频接收单元进行解调损耗校准。4.如权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述多普勒频率校准单元(130)包括频谱分析仪和计算机，对被测设备的中频调制单元进行多普勒频率校准。5.一种高速数传基带测试设备校准方法，其特征在于，至少包括对被测设备的解调损耗参数校准以及多普勒频率校准。6.如权利要求5所述的一种高速数传基带测试设备校准方法，其特征在于，所述对被测设备的解调损耗参数校准的步骤包括：步骤1：误码率参数的验证单元进行误码测试；步骤2：误码率参数的验证单元进行误码率验证；步骤3：解调损耗参数校准单元进行解调损耗校准。7.如权利要求6所述的一种高速数传基带测试设备校准方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：中频调制单元产生宽带调制信号，设置信号的调制方式、信号输出电平、码速率、PN...

【专利技术属性】
技术研发人员：任黎丽，汪桃林，陈春萍，乔文，范凤军，张威，陈炜，朱东欢，
申请(专利权)人：上海精密计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31