一种卫星天线隔离度高精度测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星天线隔离度高精度测试系统，对测试系统链路在较宽频段内的特性仅需一次测试即可完成，提高了测试效率，在测试链路的测试过程中，通过数据插值处理实现在较宽频段测试过程中关注频段或频点上的数据，保证测试精度；通过在空间距离上的滤波处理实现对包括环境电磁反射和电磁散射信号的环境干扰的抑制，提高了测试准确性；对于存在多个工作状态的天线，对角度‑频率‑隔离度之间的关系进行统一反映，可以充分反映天线不同状态下的天线隔离度与频率的关系，提高天线隔离度数据的完整性保证了卫星系统射频兼容性评估的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星天线隔离度高精度测试系统
本专利技术属于卫星射频电磁兼容性
，具体涉及一种卫星天线隔离度高精度测试系统。
技术介绍
天线隔离度是卫星射频电磁兼容性的一项关键内容，涉及卫星天线布局和系统级电磁兼容性。对于电磁环境复杂的卫星，一般均需要设计辐射模型星或电性星进行天线隔离度专项测试。关于天线隔离度测试，诸如CN1324911C《无线同频直放站天线隔离度测试装置和测试方法》、CN105306153B《测量天线隔离度的装置及测量方法》、CN106559145A《一种天线间隔离度测试系统及测试方法》和CN106027177A《一种多仰角天线隔离度测试方法》等专利中提出了不同的各类方法。但这些方法在卫星天线隔离度测试过程中，主要存在以下三方面问题：其一是卫星应用的频率范围非常宽，在一颗卫星上往往会同时应用L、S、C和Ka等多个频段。在如此宽的频段内进行天线隔离度的测试，测试系统链路的校准会对测试结果的准确性和测试效率影响很大。如果在较宽频段内测试链路后，将测试参数直接应用到测试结果中，则会因分辨率较低而影响测试精度；如果在每一个测试频段进行系统链路测试，则会大大降低测试效率。因此需要一种同时兼顾测试精度和测试效率的系统链路测试方法。其二是卫星天线隔离度测试通常是在实验室内进行，实验室无法与理想的开阔场完全一致，在测试过程中，测试环境造成的电磁波反射和散射会严重影响测试结果，造成测试结果数值振荡严重而很难对测试结果判断。更有甚者，在实际测试过程中曾发现有接近20dB的误差，对结论造成颠覆性的影响。因此，在天线隔离度测试过程中，必须会环境的影响进行处理，提高测试的准确性。其三是对于被测天线具有多角度工作状态时，对于单个角度的测试结果，无法反映天线隔离度的变化情况，需要具有同时反映天线不同角度和频率之间关系的天线隔离度变化情况。这三方面的问题，是上述等专利没有考虑，或者仅考虑窄频带测试而没有关注的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种卫星天线隔离度高精度测试系统，可以保证测试精度和提高测试效率。一种卫星天线隔离度高精度测试系统，包括控制模块、数据处理模块和测试结果输出模块；所述控制模块用于控制测试设备，并进行初始测试数据的读取；所述数据处理模块用于对初始测试数据的分析和处理；测试结果输出模块用于将处理后测试数据进行输出，具体为：所述控制模块具体用于：1)控制矢量网络分析仪进行校准；2)建立卫星天线的测试系统链路，控制矢量网络分析仪对测试系统链路进行S21参数测试；3)读取测试系统链路的S21参数，并导出到中心计算机中；4)当卫星天线测试状态确定后，针对所要测试天线的状态和要求控制设置矢量网络分析仪测量参数；5)控制网络分析仪测量天线在关注频段的天线隔离度S21参数；6)读取天线隔离度测试结果S21导出到中心计算机中；7)如果当前天线仅一个状态，测试该天线隔离度测试结束；如果天线有多个状态，则调整状态重复上述过程；所述数据处理模块具体用于：1)数据处理模块从中心计算机获得数据后，针对获得的隔离度S21参数进行插值处理，得到关注频率点上的链路特性数据；2)将天线隔离度测量结果消去上一步骤获得的链路特性数据，得到处理后的结果Sf21；3)对Sf21做傅里叶反变换，得到时域特性参数St21；4)将卫星距离测试场地边缘的距离处以光速，得到滤波时间窗口；将时域特性上的峰值作为滤波中心点，将上述滤波时间窗口作为滤波宽度进行滤波，得到参数S't21；5)、参数S't21乘以一个加窗函数；6)对S't21做傅里叶变换，即为卫星天线在当前状态的天线隔离度测试结果Sp21；7)如果当前天线仅一个状态，处理该天线隔离度数据结束；如果天线有多个状态，则调整状态重复上述过程；所述测试结果输出模块具体用于：1)当测试天线仅有一个状态时，以二维曲线图的形式输出天线隔离度测试结果；2)当测试天线有多个状态时，以伪色彩图的形式输出天线隔离度测试结果；3)当需要测试数据时，以表格的形式输出天线隔离度测试结果。较佳的，测试系统链路S21参数测试时，一次测试覆盖所要测试卫星天线隔离度的所有频段，以频率fO为基准频率输入数据，对应S21参数的幅相参数为输出数据，得到基准链路数据；在对某副发射天线和接收天线之间的隔离度测试时，确定所要测试的频率fin；以频率fin为插值输入，在所述基准链路数据中，采用三阶样条插值计算得到所要测试频率fin的fin的S21幅相参数。较佳的，所述控制模块通过如下函数传递过程实现其具体功能：1)登陆进入系统后进入控制模块界面；2)调用函数Cal_VNA进行矢量网络分析仪校准；3)调用函数Con_VNA，控制矢量网络分析仪设置测试参数、频段、输出功率、中频带宽、测试点数；4)调用函数Mea_VNA，控制矢量网络分析仪对测试系统链路进行S21参数测试；5)判读测试过程为测试链路还是测试天线。如果测试链路，调用函数Dat_Sys，将测试系统链路S21参数测试结果以数据表格形式存储到中心计算机中；如果测试天线，调用函数Dat_Ant，将被测天线的S21参数测试结果以数据表格形式存储到中心计算机中；6)在每个过程通过进程判断是否重复当前过程或进入下一过程；7)在整个过程结束后判断重复当前模块过程或退出当前模块；所述链路测试结果存储格式为：频率S21参数实部S21参数虚部………………所述天线隔离度测试结果存储格式为：较佳的，所述数据处理模块通过如下函数传递过程实现其具体功能：1)登陆进入系统后进入数据处理模块界面；2)调用Re_Sys函数，读取存储在中心计算机上的测试系统链路S21参数；3)调用Re_Ant函数，读取存储在中心计算机上的被测天线隔离度S21参数；4)调用Post_Ant函数，在对应频段，将天线隔离度测量结果消去测试链路的影响；5)调用Ifft_Ant函数，做傅里叶反变换；6)调用SF_Ant函数进行空间滤波处理多径信号；7)调用Fft_Ant函数，做傅里叶变换，得到当前天线在当前状态的天线隔离度测试结果；8)调用Save_Ant函数，将处理后的结果以数据表格形式存储到中心计算机中，并将数据传递给测试结果输出模块；9)在每个过程通过进程判断是否重复当前过程或进入下一过程；10)在整个过程结束后判断重复当前模块过程或退出当前模块；所述链路测试结果存储格式为：较佳的，所述测试结果输出模块通过如下函数传递过程实现其具体功能：1)登陆进入系统后进入数据处理模块界面；2)进行测试天线状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星天线隔离度高精度测试系统，其特征在于，包括控制模块、数据处理模块和测试结果输出模块；所述控制模块用于控制测试设备，并进行初始测试数据的读取；所述数据处理模块用于对初始测试数据的分析和处理；测试结果输出模块用于将处理后测试数据进行输出，具体为：/n所述控制模块具体用于：/n1)控制矢量网络分析仪进行校准；/n2)建立卫星天线的测试系统链路，控制矢量网络分析仪对测试系统链路进行S21参数测试；/n3)读取测试系统链路的S21参数，并导出到中心计算机中；/n4)当卫星天线测试状态确定后，针对所要测试天线的状态和要求控制设置矢量网络分析仪测量参数；/n5)控制网络分析仪测量天线在关注频段的天线隔离度S21参数；/n6)读取天线隔离度测试结果S21导出到中心计算机中；/n7)如果当前天线仅一个状态，测试该天线隔离度测试结束；如果天线有多个状态，则调整状态重复上述过程；/n所述数据处理模块具体用于：/n1)数据处理模块从中心计算机获得数据后，针对获得的隔离度S21参数进行插值处理，得到关注频率点上的链路特性数据；/n2)将天线隔离度测量结果消去上一步骤获得的链路特性数据，得到处理后的结果S...

【技术特征摘要】
1.一种卫星天线隔离度高精度测试系统，其特征在于，包括控制模块、数据处理模块和测试结果输出模块；所述控制模块用于控制测试设备，并进行初始测试数据的读取；所述数据处理模块用于对初始测试数据的分析和处理；测试结果输出模块用于将处理后测试数据进行输出，具体为：
所述控制模块具体用于：
1)控制矢量网络分析仪进行校准；
2)建立卫星天线的测试系统链路，控制矢量网络分析仪对测试系统链路进行S21参数测试；
3)读取测试系统链路的S21参数，并导出到中心计算机中；
4)当卫星天线测试状态确定后，针对所要测试天线的状态和要求控制设置矢量网络分析仪测量参数；
5)控制网络分析仪测量天线在关注频段的天线隔离度S21参数；
6)读取天线隔离度测试结果S21导出到中心计算机中；
7)如果当前天线仅一个状态，测试该天线隔离度测试结束；如果天线有多个状态，则调整状态重复上述过程；
所述数据处理模块具体用于：
1)数据处理模块从中心计算机获得数据后，针对获得的隔离度S21参数进行插值处理，得到关注频率点上的链路特性数据；
2)将天线隔离度测量结果消去上一步骤获得的链路特性数据，得到处理后的结果Sf21；
3)对Sf21做傅里叶反变换，得到时域特性参数St21；
4)将卫星距离测试场地边缘的距离处以光速，得到滤波时间窗口；将时域特性上的峰值作为滤波中心点，将上述滤波时间窗口作为滤波宽度进行滤波，得到参数S't21；
5)、参数S't21乘以一个加窗函数；
6)对S't21做傅里叶变换，即为卫星天线在当前状态的天线隔离度测试结果Sp21；
7)如果当前天线仅一个状态，处理该天线隔离度数据结束；如果天线有多个状态，则调整状态重复上述过程；
所述测试结果输出模块具体用于：
1)当测试天线仅有一个状态时，以二维曲线图的形式输出天线隔离度测试结果；
2)当测试天线有多个状态时，以伪色彩图的形式输出天线隔离度测试结果；
3)当需要测试数据时，以表格的形式输出天线隔离度测试结果。


2.如权利要求1所述的一种卫星天线隔离度高精度测试系统，其特征在于，测试系统链路S21参数测试时，一次测试覆盖所要测试卫星天线隔离度的所有频段，以频率fO为基准频率输入数据，对应S21参数的幅相参数为输出数据，得到基准链路数据；
在对某副发射天线和接收天线之间的隔离度测试时，确定所要测试的频率fin；
以频率fin为插值输入，在所述基准链路数据中，采用三阶样条插值计算得到所要测试频率fin的fin的S21幅相参数。


3.如权利要求1所述的一种卫星天线隔离度高精度测试系统，其特征在于，所述控制模块通过如下函数传递过程实现其具体功能：
1)登陆进入系统后进入控制模块界面；
2)调用函数Cal_VN...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉廷，杨小勇，王振兴，刘立平，张庆君，周怀安，舒卫平，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11