一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法技术方案

本发明专利技术提供了一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法，包括以下步骤：在平面近场内架设卫星和地面测试天线；在卫星中继数传天线的副反射馈源的背面正中心位置安装反射镜；在地面测试天线下方水平安装激光发射器；前向无线测试时，将地面发射天线发射方向朝向中继数传天线；根据卫星上接收机的AGC值进行前向链路的损耗预算；返向无线测试时，根据地面接收信号电平进行返向链路的损耗预算。本发明专利技术的无线测试数据精度高、方法合理、操作可行、工程易实现，应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法
本专利技术属于航天器测试
，涉及一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法。
技术介绍
近年来随着我国航天技术不断发展，中继数传系统在航天应用系统中承担着越来越重要的卫星载荷数据传输作用。相对于传统对地数传系统，中继数传系统由于其不受国内地面站限制，具有全天时、全天候、实时传输性强等优势，越来越多的应用在卫星等航天工程中。然而中继数传系统的中继数传天线波束窄，仅有1度甚至更窄的波束宽度，为满足测量的远场条件，需要测试距离甚至会达到数公里，从而不能满足厂房内整星无线状态下进行测试的工程需要。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术人进行了锐意研究，该方法基于光线反射原理，在中继数传天线、地面测试天线两端分别安装反射镜和激光发射器，并通过调整地面测试天线云台的高度、俯仰角，实现地面发射天线、接收天线与中继数传天线的高精度指向后进行前返向链路预算、射频性能分析，从而可以满足中继数传系统在整星近场下的无线测试的工程需要，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下技术方案：本专利技术提供了一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法，该测试方法包括以下步骤：步骤1，在平面近场内相距设定距离分别架设卫星和地面测试天线，卫星中继数传天线的副反射馈源朝向水平方向；地面测试天线包括两背向水平安装的地面发射天线和地面接收天线，地面测试天线的架设高度与中继数传天线的副反射馈源离地面高度相同，且地面测试天线与地面测试信号处理单元相连；步骤2，在卫星中继数传天线的副反射馈源的背面正中心位置平行安装反射镜，使中继数传天线波束中心轴线与反射镜面法向重合；步骤3，在地面发射天线和地面接收天线下方分别水平安装激光发射器，固定方式能够保证激光发射方向与地面发射天线和地面接收天线的波束中心轴线方向时刻保持平行；步骤4，前向无线测试时，将地面发射天线发射方向朝向中继数传天线；启动地面发射天线下方的激光发射器，调整激光发射器至激光射正中继数传天线副反射馈源上的反射镜，并能够返回落入地面发射天线信号接收部位上；步骤5，地面测试信号处理单元按照预置频率和功率输出前向发射信号，通过地面测试系统插损值、地面发射天线增益、空间衰减值、以及中继数传天线增益，计算到达卫星上中继数传接收机入口的理论信号电平值，同时根据卫星上中继数传接收机的自动增益控制量即AGC值反算所对应的实际信号电平值，将两数值进行一致性比较并评估中继数传系统前向射频链路的性能；步骤6，返向无线测试时，将地面接收天线对向卫星中继数传天线，启动其下方的激光发射器，调整激光发射器至激光射正中继数传天线副反射馈源上的反射镜，并能够返回落入地面接收天线信号接收部位上；步骤7，卫星上中继数传发射机输出发射信号，通过地面测试系统插损值、地面接收天线增益、空间衰减值、以及中继数传天线增益，计算到达地面频谱仪接收入口的理论信号电平值，将此值与地面频谱仪接收到的实际信号电平值进行一致性比较并评估中继数传系统返向射频链路的性能。本专利技术提供的一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法，带来了有益的技术效果：(1)本专利技术可以实现在近场无线情况下，中继数传天线与地面测试发射天线、接收天线的高精度指向，从而可以通过链路计算得到准确的前向星上接收机的入口电平和返向地面测试设备接收到的功率值；(2)本专利技术中，本专利技术中地面测试设备设计简单，仅需要一副天线支架、一个二维转台、一副固定工装、两个激光发射器、收发天线各一副、以及常规地面测试信号处理单元即可组成一套地面天线测试设备，工程易实现，操作简单，应用前景广泛。附图说明图1示出本专利技术中基于中继数传系统在整星近场下的无线测试原理框图。具体实施方式下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。如图1所示，本专利技术提供了一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法，该中继数传系统的中继数传天线为卡塞格伦天线，测试方法包括以下步骤：步骤1，在平面近场内相距设定距离分别架设卫星和地面测试天线，卫星中继数传天线的副反射馈源朝向水平方向；地面测试天线包括两背向水平安装的地面发射天线和地面接收天线，地面测试天线的架设高度与中继数传天线的副反射馈源离地面高度相同，且地面测试天线与地面测试信号处理单元相连；步骤2，在卫星中继数传天线的副反射馈源的背面正中心位置平行安装反射镜，使中继数传天线波束中心轴线与反射镜面法向重合；步骤3，在地面发射天线和地面接收天线下方分别水平安装激光发射器，固定方式能够保证激光发射方向与地面发射天线和地面接收天线的波束中心轴线方向时刻保持平行；步骤4，前向无线测试时，将地面发射天线发射方向朝向中继数传天线；启动地面发射天线下方的激光发射器，调整激光发射器至激光射正中继数传天线副反射馈源上的反射镜，并能够返回落入地面发射天线信号接收部位上；步骤5，地面测试信号处理单元按照预置频率和功率输出前向发射信号，通过地面测试系统插损值、地面发射天线增益、空间衰减值、以及中继数传天线增益，计算到达卫星上中继数传接收机入口的理论信号电平值，同时根据卫星上中继数传接收机的自动增益控制量(即AGC值)反算所对应的实际信号电平值，将两数值进行一致性比较并评估中继数传系统前向射频链路的性能；步骤6，返向无线测试时，将地面接收天线对向卫星中继数传天线，启动其下方的激光发射器，调整激光发射器至激光射正中继数传天线副反射馈源上的反射镜，并能够返回落入地面接收天线信号接收部位上；步骤7，卫星上中继数传发射机输出发射信号，通过地面测试系统插损值、地面接收天线增益、空间衰减值、以及中继数传天线增益，计算到达地面频谱仪接收入口的理论信号电平值，将此值与地面频谱仪接收到的实际信号电平值进行一致性比较并评估中继数传系统返向射频链路的性能。各步骤具体阐述如下。在本专利技术步骤1中，在平面近场内相距设定距离分别架设卫星和地面测试天线，卫星中继数传天线的副反射馈源朝向水平方向；地面测试天线包括两背向水平安装的地面发射天线和地面接收天线，地面测试天线的架设高度与中继数传天线的副反射馈源离地面高度相同，且地面测试天线与地面测试信号处理单元相连。在本专利技术中，平面近场是指地面测试设备与卫星均架设在水平地面上，且两者距离近。在本专利技术中，采用地面测试系统实施中继数传系统无线传输性能的测试。地面测试系统包括地面测试天线、地面测试信号处理单元、以及地面测试天线架装设备，其中：地面测试天线包括地面发射天线和地面接收天线，地面发射天线用于向中继数传天线发射信号，地面接收天线用于接收中继数传天线发射的信号；地面测试信号处理单元与地面测试天线连接，作为信号处理中枢，控制信号的收发以及信号处理；其包括控制计算机、信号源、高频电缆、以及频谱仪等设备；其中，控制计算机用于地面测试系统的所有动作，信号源用于前向射频链路性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤1，在平面近场内相距设定距离分别架设卫星和地面测试天线，卫星中继数传天线的副反射馈源朝向水平方向；地面测试天线包括两背向水平安装的地面发射天线和地面接收天线，地面测试天线的架设高度与中继数传天线的副反射馈源离地面高度相同，且地面测试天线与地面测试信号处理单元相连；/n步骤2，在卫星中继数传天线的副反射馈源的背面正中心位置平行安装反射镜，使中继数传天线波束中心轴线与反射镜面法向重合；/n步骤3，在地面发射天线和地面接收天线下方分别水平安装激光发射器，固定方式能够保证激光发射方向与地面发射天线和地面接收天线的波束中心轴线方向时刻保持平行；/n步骤4，前向无线测试时，将地面发射天线发射方向朝向中继数传天线；启动地面发射天线下方的激光发射器，调整激光发射器至激光射正中继数传天线副反射馈源上的反射镜，并能够返回落入地面发射天线信号接收部位上；/n步骤5，地面测试信号处理单元按照预置频率和功率输出前向发射信号，通过地面测试系统插损值、地面发射天线增益、空间衰减值、以及中继数传天线增益，计算到达卫星上中继数传接收机入口的理论信号电平值，同时根据卫星上中继数传接收机的自动增益控制量即AGC值反算所对应的实际信号电平值，将两数值进行一致性比较并评估中继数传系统前向射频链路的性能；/n步骤6，返向无线测试时，将地面接收天线对向卫星中继数传天线，启动其下方的激光发射器，调整激光发射器至激光射正中继数传天线副反射馈源上的反射镜，并能够返回落入地面接收天线信号接收部位上；/n步骤7，卫星上中继数传发射机输出发射信号，通过地面测试系统插损值、地面接收天线增益、空间衰减值、以及中继数传天线增益，计算到达地面频谱仪接收入口的理论信号电平值，将此值与地面频谱仪接收到的实际信号电平值进行一致性比较并评估中继数传系统返向射频链路的性能。/n...

【技术特征摘要】
1.一种中继数传系统在整星近场下的无线测试方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，在平面近场内相距设定距离分别架设卫星和地面测试天线，卫星中继数传天线的副反射馈源朝向水平方向；地面测试天线包括两背向水平安装的地面发射天线和地面接收天线，地面测试天线的架设高度与中继数传天线的副反射馈源离地面高度相同，且地面测试天线与地面测试信号处理单元相连；
步骤2，在卫星中继数传天线的副反射馈源的背面正中心位置平行安装反射镜，使中继数传天线波束中心轴线与反射镜面法向重合；
步骤3，在地面发射天线和地面接收天线下方分别水平安装激光发射器，固定方式能够保证激光发射方向与地面发射天线和地面接收天线的波束中心轴线方向时刻保持平行；
步骤4，前向无线测试时，将地面发射天线发射方向朝向中继数传天线；启动地面发射天线下方的激光发射器，调整激光发射器至激光射正中继数传天线副反射馈源上的反射镜，并能够返回落入地面发射天线信号接收部位上；
步骤5，地面测试信号处理单元按照预置频率和功率输出前向发射信号，通过地面测试系统插损值、地面发射天线增益、空间衰减值、以及中继数传天线增益，计算到达卫星上中继数传接收机入口的理论信号电平值，同时根据卫星上中继数传接收机的自动增益控制量即AGC值反算所对应的实际信号电平值，将两数值进行一致性比较并评估中继数传系统前向射频链路的性能；
步骤6，返向无线测试时，将地面接收天线对向卫星中继数传天线，启动其下方的激光发射器，调整激光发射器至激光射正中继数传天线副反射馈源上的反射镜，并能够返回落入地面接收天线信号接收部位上；
步骤7，卫星上中继数传发射机输出发射信号，通过地面测试系统插损值、地面接收天线增益、空间衰减值、以及中继数传天线增益，计算到达地面频谱仪接收入口的理论信号电平值，将此值与地面频谱仪接收到的实际信号电平值进行一致性比较并评估中继数传系统返向射频链路的性能。


2.根据权利要求1所述的中继数传系统在整星近场下的无线测试方法，其特征在于，该测试方法通过地面测试系统实施无线传输性能的测试，该地面测试系统包括地面测试天线、地面测试信号处理单元、以及地面测试天线架装设备，其中：
地面测试天线包括地面发射天线和地面接收天线，地面发射天线用于向中继数传天线发射信号，地面接收天线用于接收中继数传天线发射的信号；
地面测试信号处理单元与地面测试天线连接，作为信号处理中枢，控制信号的收发以及信号处理，其包括控制计算机、信号源、高频电缆、以及频谱仪，其中，频谱仪用于接收卫星上中继数传发射机发出的信号，用以与到达地面频谱仪接收入口的理论信号电平值比较，进而评估中继数传系统返向射频链路的性能；
激光发射器用于辅助中继数传天线的馈源和地面测试天线的收发对准；
地面测试天线架装设...

【专利技术属性】
技术研发人员：何钐，王淦，严林，谭维凤，尹亮，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11