数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置及方法，所述装置包括：信号模拟器，用于输出射频信号；可调衰减器，与所述信号模拟器连接；发射喇叭天线，与所述可调衰减器连接；测试计算机，与所述信号模拟器和所述数字多波束相控阵接收系统的接收机连接。本发明专利技术无需测量数字多波束相控阵接收系统的天线输出信号的信噪比，通过测量优于一定误码率条件下到达数字多波束相控阵接收系统的天线口面的最小信号功率，再计算G/T值，可以有效解决数字多波束相控阵天线输出为数字电信号或光信号时无法直接测量信噪比的问题，适用于数字多波束相控阵接收系统G/T值的测试。波束相控阵接收系统G/T值的测试。波束相控阵接收系统G/T值的测试。

【技术实现步骤摘要】
数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及天线测量
，具体涉及一种数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置及方法。

技术介绍

[0002]G/T值也称为品质因数，其定义为天线增益与系统噪声温度之比。G/T值是衡量相控阵天线接收系统能力的关键技术指标，G/T值越大，表示天线接收或检测微弱信号的能力越强。因此，G/T值测试是相控阵天线接收系统性能测试必不可少的重要技术环节。
[0003]G/T值测量方法主要分为间接测量和直接测量两类。
[0004]间接测量方法是指分别测出天线的接收增益G和系统等效噪声温度T，再经数学计算得到G/T值，此种方法测量精度较低，工程中应用较少。
[0005]直接测量方法又可分为射电天文法和载噪比法。射电天文法是利用已知宇宙射电源为噪声功率源，通过与背景冷空噪声功率之比的Y因子法计算出G/T值，该方法有很多局限性：射电源必须在天线的接收范围内；射电源的流量密度要稳定；射电源信号很微弱，测量的天线口径受限等，实用性不高。直接测量方法中较为常用的是载噪比法，在天线远场或紧缩场实验室进行，借助功率已知的辅助照射信号，利用频谱仪测量天线输出信号的载噪比C/N，结合空间链路损耗、极化损失等，通过计算得出系统G/T值。
[0006]数字多波束相控阵天线相比传统的模拟相控阵天线，在波束的灵活性、系统动态范围、抗干扰等方面拥有得天独厚的优势，因此，被越来越多地应用到地面、舰载、机载和星载等领域的军用电子装备中。
[0007]数字多波束相控阵接收系统通常会在天线内部完成接收信号的变频、ADC采样及数字波束合成等相关处理，输出信号为经过数字处理后的电信号，甚至是进一步完成光电转换后的光信号，无法利用频谱仪直接测量载噪比。因此载噪比法测量系统G/T值不适用于数字多波束相控阵天线。
[0008]综上所述，目前在工程上没有较好的满足数字多波束相控阵接收系统G/T值测量的方法。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术实施例旨在提出一种数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置及方法，可满足工程上对数字多波束相控阵接收系统G/T值的测量需要。
[0010]第一方面，本专利技术实施例提出一种数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置，所述装置包括：
[0011]信号模拟器，用于输出射频信号；
[0012]可调衰减器，与所述信号模拟器连接；
[0013]发射喇叭天线，与所述可调衰减器连接；
[0014]测试计算机，与所述信号模拟器和所述数字多波束相控阵接收系统的接收机连
接。
[0015]进一步地，所述测试计算机用于调节所述信号模拟器的工作参数；
[0016]所述信号模拟器的工作参数包括：模拟数据源选择、编码方式、调制方式、伪码生成方式、载波频率、扩频码率、传输速率、发射衰减和发射开关。
[0017]进一步地，所述装置还包括：
[0018]转台，用于安装所述数字多波束相控阵接收系统；
[0019]转台控制器，与所述转台连接，所述转台控制器用于控制所述转台的朝向和角度。
[0020]进一步地，所述装置还包括：
[0021]频谱仪，用于标定所述信号模拟器的输出功率；
[0022]网络分析仪，用于标定所述信号模拟器至所述可调衰减器及所述可调衰减器至所述发射喇叭天线的线缆损耗；
[0023]测距仪，用于标定所述发射喇叭天线的天线口面与所述数字多波束相控阵接收系统的天线口面之间的距离；
[0024]扫描架，用于安装所述发射喇叭天线。
[0025]第二方面，本专利技术实施例提出一种数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量方法，应用如第一方面任一项所述的数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置，所述方法包括：
[0026]S100，所述信号模拟器输出射频信号，所述射频信号经过所述可调衰减器后由所述发射喇叭天线发射，其中，所述可调衰减器处于最大档位；
[0027]S200，所述数字多波束相控阵接收系统的天线接收所述发射喇叭天线发射的信号，所述数字多波束相控阵接收系统的接收机接收所述发射喇叭天线输出的数字电信号或光信号，其中，所述接收机信号失锁；
[0028]S300，逐渐减小所述可调衰减器的档位，直至所述接收机信号锁定；
[0029]S400，计算所述接收机的接收信号的误码率，并判断当前误码率是否优于预定值，若否则进入S500，若是则进入S600；
[0030]S500，逐渐减小所述可调衰减器的档位，并实时计算所述接收机的接收信号的误码率，直至误码率优于预定值；
[0031]S600，计算所述数字多波束相控阵接收系统的G/T值。
[0032]进一步地，根据以下公式计算G/T值：
[0033]G/T＝(E
b
/N0)
min
+L
d
+10logM+K
‑
(P
t
+G
t
‑
L
t
‑
L
s
‑
L
a
)；
[0034]L
a
＝20logf+20logR+32.44；
[0035]其中，(E
b
/N0)
min
为满足所述接收机的接收信号的误码率优于预定值时所对应的接收信号E
b
/N0理论最小值，L
d
为所述接收机的解调损失，M为所述射频信号的信息速率，K为玻尔兹曼常数，L
a
为空间传输损耗，P
t
为所述信号模拟器输出的信号功率，G
t
为所述发射喇叭天线增益，L
t
为所述信号模拟器至所述可调衰减器及所述可调衰减器至所述发射喇叭天线的总线缆损耗，L
s
为满足所述接收机的接收信号的误码率优于预定值时的所述可调衰减器的衰减值，f为所述射频信号的频率，R为所述发射喇叭天线的天线口面与所述数字多波束相控阵接收系统的天线口面之间的距离。
[0036]进一步地，所述步骤S100还包括：
[0037]所述测试计算机调整所述信号模拟器的工作参数，以使得所述信号模拟器输出的所述射频信号为预定参数的射频信号。
[0038]进一步地，所述步骤S100还包括：
[0039]标定所述信号模拟器与所述可调衰减器以及所述可调衰减器与所述发射喇叭天线之间的线缆损耗，并使用具有相应线缆损耗的同轴线缆分别连接所述信号模拟器与所述可调衰减器以及所述可调衰减器与所述发射喇叭天线。
[0040]进一步地，所述步骤S100还包括：
[0041]标定所述发射喇叭天线的天线口面与所述数字多波束相控阵接收系统的天线口面之间的距离R，以满足：
[0042]R＞2D2/λ
[0043]其中，D为所述发射喇叭天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置，其特征在于，所述装置包括：信号模拟器，用于输出射频信号；可调衰减器，与所述信号模拟器连接；发射喇叭天线，与所述可调衰减器连接；测试计算机，与所述信号模拟器和所述数字多波束相控阵接收系统的接收机连接。2.根据权利要求1所述的数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置，其特征在于，所述测试计算机用于调节所述信号模拟器的工作参数；所述信号模拟器的工作参数包括：模拟数据源选择、编码方式、调制方式、伪码生成方式、载波频率、扩频码率、传输速率、发射衰减和发射开关。3.根据权利要求1所述的数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置，其特征在于，所述装置还包括：转台，用于安装所述数字多波束相控阵接收系统；转台控制器，与所述转台连接，所述转台控制器用于控制所述转台的朝向和角度。4.根据权利要求1所述的数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置，其特征在于，所述装置还包括：频谱仪，用于标定所述信号模拟器的输出功率；网络分析仪，用于标定所述信号模拟器至所述可调衰减器及所述可调衰减器至所述发射喇叭天线的线缆损耗；测距仪，用于标定所述发射喇叭天线的天线口面与所述数字多波束相控阵接收系统的天线口面之间的距离；扫描架，用于安装所述发射喇叭天线。5.一种数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量方法，应用如权利要求1
‑
4任一项所述的数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量装置，其特征在于，所述方法包括：S100，所述信号模拟器输出射频信号，所述射频信号经过所述可调衰减器后由所述发射喇叭天线发射，其中，所述可调衰减器处于最大档位；S200，所述数字多波束相控阵接收系统的天线接收所述发射喇叭天线发射的信号，所述数字多波束相控阵接收系统的接收机接收所述发射喇叭天线输出的数字电信号或光信号，其中，所述接收机信号失锁；S300，逐渐减小所述可调衰减器的档位，直至所述接收机信号锁定；S400，计算所述接收机的接收信号的误码率，并判断当前误码率是否优于预定值，若否则进入S500，若是则进入S600；S500，逐渐减小所述可调衰减器的档位，并实时计算所述接收机的接收信号的误码率，直至误码率优于预定值；S600，计算所述数字多波束相控阵接收系统的G/T值。6.根据权利要求5所述的数字多波束相控阵接收系统的G/T值测量方法，其特征在于，步骤S600中，根据以下公式计算G/T值：G/T＝(E
b
/N0)
min
+L...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐振涛，和涛，李时良，徐亮，杜亚珍，罗啸天，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：