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利用卫星信标测试天线指标

2011-12-30 13:54| 发布者: 123456000000| 查看: 25| 评论: 0

摘要: 编者按:信标是表征卫星存在和特征的一种非凡旌旗灯号,为卫星地面测控站搜索、测量、跟踪卫星供给了依据。所有的卫星都有自己固有的信标旌旗灯号,自卫星发射升空起头,信标旌旗灯号便起头不间断地工作,直至卫星寿 ...

编者按:信标是表征卫星存在和特征的一种非凡旌旗灯号,为卫星地面测控站搜索、测量、跟踪卫星供给了依据。所有的卫星都有自己固有的信标旌旗灯号,自卫星发射升空起头,信标旌旗灯号便起头不间断地工作,直至卫星寿命终结。

要不变靠得住地领受卫星电视节目,需要有好的天线、好的高频头和洽的领受机。高频头和领受机的指标口角,很轻易就可以检测到,而领受天线的指标除了物理尺寸外,其电机能指标均不轻易检测。与卫星电视设备相关的国家尺度有对天线指标进行检测的方案,但要租用卫星转发器,还需要多个地球站配合测试,无论年夜人力物力上看,实现起来就不轻易(编者注:现实上,在地面上完全可以模拟卫星情形进行测量)。如不美观我们对测试精度要求不是出格高的话,完全可以操作卫星信标,采纳相对简单的体例来实现测试。笔者按照国际卫星通信组织SSOG210尺度供给的体例,再连系自己的实践经验,总结出了以下测试方案供巨匠参考,方案合用于对卫星领受天线和频谱仪有必然操作经验的伴侣。

1、测试内容

可以测试的指标搜罗天线领受标的目的图、天线增益、旁瓣特征和波瓣宽度(其实后三个指标就是年夜标的目的图中获得的。)

2、测试所需仪器设备

待测天线、天线伺服系统(如无伺服系统,转台亦可)、二功分器、卫星数字领受机和频谱仪(不小于2GHZ)。

以上为必备仪器设备,如前提许可,还可增添电视机和计较机。

3、测试事理

让天线切确瞄准某卫星,在频谱仪上监测该卫星的信标电平。以此状况下的天线姿态为中心,将操作天线分袂在方位和俯仰标的目的上匀速动弹必然角度(如是一维伺服系统或转台,可只在方位上动弹),在动弹过程中,频谱仪会实时描画出信标电平的转变情形,年夜而获得该天线的领受标的目的图,经由过程进一步的计较,可以得出波瓣宽度、增益、旁瓣等指标。

4、毗连框图

5、测试轨范

(1)、对星

将领受机的馈电打开,操作天线瞄准卫星,在频谱仪上按信标频率进行设置。例如76.5°E亚太2R卫星的水平极化的信标频率高频头本振频率11300MHZ,则频谱仪上中心频率设置为12749MHZ-11300MHZ=1449MHZ。恰当调整频谱仪的SPAN值,以便不雅察看旌旗灯号强度。按照频谱仪显示的旌旗灯号强度对天线姿态进行微调,搜罗方位、俯仰、极化三个标的目的,必然要将天线调整到旌旗灯号最强的姿态。记实下该点的位置,作为后面测量的中心点。

(2)、测量伺服机构或转台的动弹速度

先按照待测天线的年夜致波束宽度确定伺服机构或转台的动弹角度规模,波束宽度小的天线可选择±10度,波束宽度年夜的可选择±20度。这里所说的±10度和±20度是相对中心位置而言的。下面以选择±10度为例进行讲解,先将天线在方位标的目的上动弹到跨越-10度的位置(必然要跨越,才能保证动弹到-10度时已是匀速行为),然后往+10度标的目的动弹,动弹速度设置为最慢,动弹到-10度时起头计时,到+10度时遏制计时,多测几回求平均,获得方位标的目的上的动弹时刻T和动弹速度V。再在俯仰标的目的上一再该轨范,求出俯仰标的目的上一再该轨范,求出俯仰标的目的的动弹速度。如是一维伺服系统或转台,就只测方位标的目的的动弹速度。

(3)、测试

将频谱仪的中心频率设置为旌旗灯号最强的那一点,可在“marker(游标)”菜单中选择“搜索峰值”来实现。年夜理论上讲该点应该就是信标的中心频率,现实上因为设备的原因,如高频头的频偏,会导致频谱仪现实显示的中心频率有些许偏离于标称的中心频率。

将频谱仪的SPAN值设置为零,则频谱仪会在显示屏上以一条水平直线暗示该中心频率点的电平。

设置频谱仪的采样点数,即选择用若干好多点描画标的目的图,采样点数越多,测试精度越高,建议设置为2000点。

将“扫描时刻”设置为之前测试获得的动弹时刻T。

以方位标的目的测试为例,先将天线动弹到跨越-10度的位置,然后向中心位置动弹,动弹到-10度时,将频谱仪的触发体例年夜continous(持续)更改为single(单次),频谱仪则起头绘制标的目的图。

动弹到跨越+10度的位置后,遏制动弹,频谱仪也将自动遏制绘图,并将标的目的图曲线保留在显示屏上。

在俯仰标的目的上一再上述轨范。

6、数据措置

如不美观有前提将频谱仪毗连到计较机上,不单可以导出标的目的图的图形,还可以导出所有采样点的数据。

峰值点和第一旁瓣的最高点之间的电平差即为主、旁瓣电平差。

在标的目的图上找出与峰值电平相差3DB的两个点,计较这两点相差的时刻,乘上之前测得的天线动弹速度V,就获得3DB带宽的角度。同理,可获得10DB带宽的角度。一般的伺服系统和转台都是在水平面上作方位动弹,是以,获得的方位面波束宽度值还要批改到卫星地址的面上。批改公式,其中AZ’为批改的天线方位波瓣宽度,AZ为实测的天线方位波瓣宽度,EI为俯仰角度。

领受增益计较公式,其中θ为方位面和俯抬头的3DB和10DB波束宽度,LF为馈线损耗,α为反射面均方误差,λ为波长。

如不美观是一维伺服系统或转台,则把俯仰标的目的上的3DB、10DB带宽算作与方位面相等,年夜而进行近似计较。


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