一种深空高稳定信标测试方法技术

本发明专利技术提供一种深空高稳定信标的特性测试方法，包括步骤：搭建权利要求1所述的深空高稳定信标测试系统；使地面测试设备的原子钟处于稳定工作状态；被测设备开机自检，调整射频链路中信号功率达到输入要求；被测设备和测试设备连接；通过频谱仪载波进行检测；高稳频率源开机先预热半小时，通过频率计对信标的稳定性进行记录；通过改变被测试设备的外界环境，使测试信标工作在不同温度下，测量频率稳定性和频率的变化规律。本发明专利技术可以模拟深空环境（即在长时间飞行过程和高低温变化过程中），测量高稳定性高精度的信标频率变化特性。可以应用到深空探测器VLBI信标的性能测试中，也可以应用到具有类似情况的高稳定频率的性能测试试验中去。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深空探测领域，特别涉及一种适用于深空高稳定信标的测试方法。
技术介绍
地面站对深空探测器的测定轨依于探测器的高稳频率源产生信标信号，该信标的质量是完成地面站测定轨工作的重要保证之一。通过测量深空探测器的信标信号，确定探测器的位置、速度和轨道。探测器信标信号由探测器中的高稳频率源产生，经过发射机倍频后发射，所以探测器的信标信号的稳定性和精度直接影响探测器定轨的精度。通过在地面上对深空探测器的高稳频率源和发射机产生高稳定性信标信号测试，找出信标信号的特性，来提供对探测器的工程跟踪测轨和单程多普勒测量的轨道支撑(包括工程定轨和精密定轨)。
技术实现思路
本专利技术提出一种高稳定性信标的测试方法，该方法依靠通用测试设备搭建的测试系统，检测高稳定信标的时变特性和随外界环境的温变特性，频率测量精度可以达到10_14数量。该地面测试系统主要由温控箱、频谱仪、频率计和铷原子钟等组成。根据本专利技术的一个方面，提供一种深空高稳定信标测试系统，包括相连接的探测器星上部分和地面测试设备，其中，所述探测器星上部分包括高稳频率源、数传发射机、高低温温控箱、地检测试设备，所述地面测试设备包括衰减器、功分器、频谱仪、频率计、计算机、原子钟、GPS，所述高低温 温控箱内设置有相连接的高稳频率源和数传发射机，所述地检测试设备连接至所述高低温温控箱，所述数传发射机通过射频电缆连接至所述衰减器，所述衰减器、功分器、频谱仪依次连接，所述功分器连接至所述频率计，所述GPS、原子钟、频率计依次连接，所述频率计连接至所述计算机。优选地,所述原子钟为铷原子钟。根据本专利技术的另一个方面，提供，包括如下步骤步骤1:搭建权利要求1所述的深空高稳定信标测试系统；步骤2 :使地面测试设备的原子钟处于稳定工作状态；步骤3 :被测设备开机自检，调整射频链路中信号功率达到输入要求；被测设备和测试设备连接；步骤4 :通过频谱仪载波进行检测；步骤5 :高稳频率源开机先预热半小时，通过频率计对信标的稳定性进行记录；步骤6 :通过改变被测试设备的外界环境，使测试信标工作在不同温度下，测量频率稳定性和频率的变化规律。优选地，所述步骤I包括步骤地面测试设备中的原子钟提前24小时开机，并加GPS信号进行驯服，使其处于稳定工作状态。优选地,所述步骤3包括如下步骤步骤301 :数传发射机与地面测试设备通过射频电缆实现有线连接，并对射频电缆进行衰减量标定；步骤302 :调整衰减器的衰减量使其无调制单载波信号功率在功分器的接入端功率达到频率计的输入要求；步骤303 :通过电子负载对整个深空高稳定信标测试系统供电设备进行检测，一切正常后，换高稳频率源和数传发射机单机工作；步骤304 :高稳频率源、数传发射机与地面测试设备连接，进行自检。优选地，所述步骤4包括步骤通过频谱仪对数传调制载波、无调制单载波、双频点无调制载波、三频点无调制载波进行检测。优选地，所述步骤5包括步骤高稳频率源开机后先预热半小时，数传发射机开机。通过频率计对信标的稳定性进行记录。优选地，所述步骤6包括步骤通过改变被测试设备的外界环境，使测试信标工作在不同温度下，测量频率稳定性和频率的变化规律，同时对测试过程中发射机的温度进行记录，防止发射机的温度过高。将深空高稳定信标产生设备置于温控箱内，模拟实际深空探测器飞行过程中温度环境的变化(-50° +50° )。频率计采用外部原子钟参考源，测量信号的稳定度和准确度与原子钟量级相当，例如铷原子钟的频率稳定度10_14量级，可以测量信标稳定度10_14量级。测量信标的频率范围为频率计的计数范围，例如安捷伦公司的频率计(53149A)可以测量的频率范围50MHz 46GHz。本专利技术采用以上方法，搭建了高稳频率测量平台，完全可以满足深空探测器高稳定信标的测量要求。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显图1为本专利技术深空高稳定信标测试系统基本硬件构成图；图2为本专利技术深空高稳定信标测试示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。参考图1为深空高稳定信标测试系统基本硬件构成图。所述深空高稳定信标测试系统主要由两部分组成，探测器星上部分 和地面测试设备探测器星上部分主要由高稳频率源、数传发射机和地检测试设备等组成；地检测试设备主要由衰减器、功分器、频谱仪、频率计、计算机、铷(Rb)原子钟和GPS等组成。所述高低温温控箱内设置有相连接的高稳频率源和数传发射机，所述地检测试设备连接至所述高低温温控箱，所述数传发射机通过射频电缆连接至所述衰减器，所述衰减器、功分器、频谱仪依次连接，所述功分器连接至所述频率计，所述GPS、原子钟、频率计依次连接，所述频率计连接至所述计算机。高稳频率源由两个高稳晶振构成，地面测试设备主要由计算机、转接盒和直流电源构成。其中高稳频率源与数传发射机放在高低温温控箱中与外部空间隔离，如图1虚框内部的部分，即可以进行温度控制又可以防止射频信号通过空间耦合到接收端，影响输入信号测试的稳定性。下面结合系统构成图对深空高稳定信标测试方法做进一步说明。在一个实施例中，根据本专利技术提供的深空高稳定信标测试方法，包括如下步骤步骤1:搭建权利要求1所述的深空高稳定信标测试系统；步骤2 :使地面测试设备的原子钟处于稳定工作状态；步骤3 :被测设备开机自检，调整射频链路中信号功率达到输入要求；被测设备和测试设备连接；步骤4 :通过频谱仪载波进行检测；步骤5 :高稳频率源开机先预热半小时，通过频率计对信标的稳定性进行记录；步骤6 :通过改变被测试设备的外界环境，使测试信标工作在不同温度下，测量频率稳定性和频率的变化规律。进一步地，在上述实施例的一个优选例中，所述深空高稳定信标测试方法包括如下步骤步骤一，地面测试设备中的铷原子钟要求提前24小时开机，并加GPS信号进行驯月艮，使其处于稳定工作状态。 步骤二，数传发射机与地面测试设备实现有线连接如图1所示，并对射频电缆进行衰减量标定。步骤三，调整衰减器的衰减量使其无调制单载波信号功率在功分器的接入端功率达到频率计的输入要求。步骤四，通过电子负载对整个系统供电设备进行检测，一切正常后，换高稳频率源和数传发射机单机工作，进行下列试验。步骤五，高稳频率源、数传发射机与地面测试设备连接，进行自检。步骤六，通过频谱仪对数传调制载波、无调制单载波、双频点无调制载波、三频点无调制载波进行检测。步骤七，高稳频率源开机后先预热半小时，数传发射机开机。通过频率计对信标的稳定性进行记录。步骤八，通过改变被测试设备的外界环境，使测试信标工作在不同温度下，测量频率稳定性和频率的变化规律，对测试过程中发射机的温度进行记录，防止发射机的温度过闻。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深空高稳定信标测试系统，其特征在于，包括相连接的探测器星上部分和地面测试设备，其中，所述探测器星上部分包括高稳频率源、数传发射机、高低温温控箱、地检测试设备，所述地面测试设备包括衰减器、功分器、频谱仪、频率计、计算机、原子钟、GPS，所述高低温温控箱内设置有相连接的高稳频率源和数传发射机，所述地检测试设备连接至所述高低温温控箱，所述数传发射机通过射频电缆连接至所述衰减器，所述衰减器、功分器、频谱仪依次连接，所述功分器连接至所述频率计，所述GPS、原子钟、频率计依次连接，所述频率计连接至所述计算机。

【技术特征摘要】
1.一种深空高稳定信标测试系统，其特征在于，包括相连接的探測器星上部分和地面测试设备，其中，所述探测器星上部分包括高稳频率源、数传发射机、高低温温控箱、地检测试设备，所述地面测试设备包括衰减器、功分器、频谱仪、频率计、计算机、原子钟、GPS，所述高低温温控箱内设置有相连接的高稳频率源和数传发射机，所述地检测试设备连接至所述高低温温控箱，所述数传发射机通过射频电缆连接至所述衰减器，所述衰减器、功分器、频谱仪依次连接，所述功分器连接至所述频率计，所述GPS、原子钟、频率计依次连接，所述频率计连接至所述计算机。2.根据权利要求1所述的深空高稳定信标测试系统，其特征在于，所述原子钟为铷原子钟。3.一种深空高稳定信标测试方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤1:搭建权利要求1所述的深空高稳定信标测试系统； 步骤2 :使地面测试设备的原子钟处于稳定工作状态； 步骤3 :被测设备开机自检，调整射频链路中信号功率达到输入要求；被测设备和测试设备连接； 步骤4 :通过频谱仪载波进行检测； 步骤5 :高稳频率源开机先预热半小时，通过频率计对信标的稳定性进行记录； 步骤6 :通过改变被测试设备的外界环境，使测试信标工作在不同温度下，測量频率稳定性和频率的变化规律。4.根据权利要求3所述的深空高稳定信标测试方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金岳，曹志宇，陈昌亚，赵艳彬，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：