天线方向图在轨测试方法、系统及电子设备技术方案

本发明专利技术提供了一种天线方向图在轨测试方法、系统及电子设备，涉及天线测试技术领域，该方法包括获取测试周期内各时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数、返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据；根据该待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数计算测试周期内各时刻中继卫星相对待测试天线的俯仰角和方位角；根据返向接收信号质量数据、遥测前向信号质量数据、俯仰角和方位角得到待测试天线在测试周期内的天线方向图。本发明专利技术实施例提供的一种天线方向图在轨测试方法、系统及电子设备，可以实现天基测控的天线方向图在轨测试，且测试数据更新更加便捷和高效。

On-orbit testing method, system and electronic equipment for antenna pattern

【技术实现步骤摘要】
天线方向图在轨测试方法、系统及电子设备
本专利技术涉及天线测试
，尤其是涉及一种天线方向图在轨测试方法、系统及电子设备。
技术介绍
为支持各种空间飞行器的测控任务，世界各国建立了工作频段为C,S,X,Ku,Ka频段的测控通信系统。其中S频段多用于近地空间飞行器的测控。另外，天线方向图又叫辐射方向图(radiationpattern)、远场方向图(far-fieldpattern)，是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形，通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。用户航天器S频段中继测控宽波束天线方向图在轨测试的目的是检验航天器入轨后天线方向图是否与设计预期一致，以及航天器空间位置和姿态变化对应测控天线性能变化情况。目前，国内外没有针对航天器天基测控天线方向图在轨测试的相关方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种天线方向图在轨测试方法、系统及电子设备，实现天基测控的天线方向图在轨测试，且测试数据更新更加便捷和高效。第一方面，本专利技术实施例提供了一种天线方向图在轨测试方法，包括：获取测试周期内各时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数、返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据；该轨道参数包括：轨道历元时间、轨道半长轴、轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和平近点角；根据该待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数计算测试周期内各时刻中继卫星相对待测试天线的俯仰角和方位角；根据返向接收信号质量数据、遥测前向信号质量数据、俯仰角和方位角得到待测试天线在测试周期内的天线方向图。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述根据返向接收信号质量数据、遥测前向信号质量数据、俯仰角和方位角得到待测试天线在测试周期内的天线方向图的步骤，包括：匹配该测试周期内各个时刻对应的返向接收信号质量数据、遥测前向信号质量数据、俯仰角和方位角；根据各个时刻对应的返向接收信号质量数据、俯仰角和方位角得到待测试天线在测试周期内的发射天线方向图；根据各个时刻对应的遥测前向信号质量数据、俯仰角和方位角得到待测试天线在测试周期内的接收天线方向图。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述根据该待测试天线的轨道参数、该中继卫星的轨道参数计算该测试周期内各时刻该中继卫星相对该待测试天线的俯仰角和方位角的步骤，包括：根据t时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数，计算t时刻待测试天线的空间坐标和姿态数据，以及中继卫星的空间坐标；根据待测试天线的空间坐标和姿态数据、中继卫星的空间坐标计算t时刻中继卫星相对待测试天线的方位角和俯仰角。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述根据t时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数，计算t时刻该待测试天线的空间坐标和姿态数据，以及该中继卫星的空间坐标的步骤，包括：根据t时刻的该待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数，利用STK软件计算t时刻待测试天线的空间坐标和姿态数据，以及中继卫星的空间坐标。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，在上述获取返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据的步骤之后，还包括：剔除返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据中的野值。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述获取测试周期内各时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数、返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据的步骤，包括：获取测试周期内各时刻的待测试天线的轨道参数、多颗中继卫星的轨道参数，以及每颗该中继卫星的返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，该待测试天线为S频段宽波束天线。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种天线方向图在轨测试系统，包括：参数获取模块，用于获取测试周期内各时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数、返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据；该轨道参数包括：轨道历元时间、轨道半长轴、轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和平近点角；俯仰角与方位角计算模块，用于根据该待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数计算测试周期内各时刻该中继卫星相对待测试天线的俯仰角和方位角；天线方向图计算模块，用于根据该返向接收信号质量数据、遥测前向信号质量数据、俯仰角和方位角得到该待测试天线在测试周期内的天线方向图。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，该系统还包括：应用模块，用于根据该测试周期内的天线方向图计算满足预设信号质量阈值的中继卫星的跟踪弧段。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，该存储器中存储有可在该处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述第一方面及其可能的实施方式之一提供的方法的步骤。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的一种天线方向图在轨测试方法、系统及电子设备，该方法包括获取测试周期内各时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数、返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据；该轨道参数包括：轨道历元时间、轨道半长轴、轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和平近点角；根据该待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数计算测试周期内各时刻中继卫星相对待测试天线的俯仰角和方位角；根据返向接收信号质量数据、遥测前向信号质量数据、俯仰角和方位角得到待测试天线在测试周期内的天线方向图。本专利技术实施例提供的天线方向图在轨测试方法，利用中继卫星对待测试天线的全轨道覆盖和待测试天线的在轨姿态可预测，根据待测天线在轨运行时的位置和姿态数据，仿真计算出待测试天线的方位角和俯仰角，结合待测试天线与中继卫星之间的空间距离、待测试天线信号质量遥测数据及地面信号接收质量评估数据，快速分析在轨的待测试天线的天线方向图，实现天基测控的天线方向图在轨测试，且测试数据更新更加便捷和高效。本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种测试环境示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种天线方向图在轨测试方法流程图；图3为本专利技术实施例提供的另一种测试环境示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种天线方向图在轨测试系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种天线方向图在轨测试系统的结构示意图。图标：41-参数获取模块；42-俯仰角与方位角计算模块；43-天线方向图计算模块；44-应用模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线方向图在轨测试方法，其特征在于，包括：获取测试周期内各时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数、返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据；所述轨道参数包括：轨道历元时间、轨道半长轴、轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和平近点角；根据所述待测试天线的轨道参数、所述中继卫星的轨道参数计算所述测试周期内各时刻所述中继卫星相对所述待测试天线的俯仰角和方位角；根据所述返向接收信号质量数据、所述遥测前向信号质量数据、所述俯仰角和所述方位角得到所述待测试天线在所述测试周期内的天线方向图。

【技术特征摘要】
1.一种天线方向图在轨测试方法，其特征在于，包括：获取测试周期内各时刻的待测试天线的轨道参数、中继卫星的轨道参数、返向接收信号质量数据和遥测前向信号质量数据；所述轨道参数包括：轨道历元时间、轨道半长轴、轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和平近点角；根据所述待测试天线的轨道参数、所述中继卫星的轨道参数计算所述测试周期内各时刻所述中继卫星相对所述待测试天线的俯仰角和方位角；根据所述返向接收信号质量数据、所述遥测前向信号质量数据、所述俯仰角和所述方位角得到所述待测试天线在所述测试周期内的天线方向图。2.根据权利要求1所述的天线方向图在轨测试方法，其特征在于，所述根据所述返向接收信号质量数据、所述遥测前向信号质量数据、所述俯仰角和所述方位角得到所述待测试天线在所述测试周期内的天线方向图的步骤，包括：匹配所述测试周期内各个时刻对应的所述返向接收信号质量数据、所述遥测前向信号质量数据、所述俯仰角和所述方位角；根据各个时刻对应的所述返向接收信号质量数据、所述俯仰角和所述方位角得到所述待测试天线在所述测试周期内的发射天线方向图；根据各个时刻对应的所述遥测前向信号质量数据、所述俯仰角和所述方位角得到所述待测试天线在所述测试周期内的接收天线方向图。3.根据权利要求1所述的天线方向图在轨测试方法，其特征在于，所述根据所述待测试天线的轨道参数、所述中继卫星的轨道参数计算所述测试周期内各时刻所述中继卫星相对所述待测试天线的俯仰角和方位角的步骤，包括：根据t时刻的所述待测试天线的轨道参数、所述中继卫星的轨道参数，计算t时刻所述待测试天线的空间坐标和姿态数据，以及所述中继卫星的空间坐标；根据所述待测试天线的空间坐标和姿态数据、所述中继卫星的空间坐标计算t时刻所述中继卫星相对所述待测试天线的方位角和俯仰角。4.根据权利要求3所述的天线方向图在轨测试方法，其特征在于，所述根据t时刻的所述待测试天线的轨道参数、所述中继卫星的轨道参数，计算t时刻所述待测试天线的空间坐标和姿态数据，以及所述中继卫星的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝升，张军，王瑛，郭瑶，汤达，武鸿飞，仇梦跃，张丽娜，夏永祥，郭志亮，许海龙，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二零三九部队，
类型：发明
国别省市：北京,11