一種測試衛星跟蹤子系統遙測調製度的測試系統的製作方法

2023-10-09 15:22:59

專利名稱：一種測試衛星跟蹤子系統遙測調製度的測試系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試衛星跟蹤子系統遙測調製度的測試系統，尤其適用於UCB體制(C頻段統一載波體制)的測試系統，屬於測試技術領域。
背景技術：
跟蹤子系統是衛星的關鍵組成部分，它為遙控遙測信號提供上下行通道。以UCB體制為例，上行遙控PSK信號對上行載波進行調頻，通過上行通道進入跟蹤子系統接收機，接收對載波解調後的遙控PSK信號送中心遙控，而來自中心遙測的PSK編碼信號對同一下行載波進行調相，再通過下行通道輸出下行信號。遙測調製度是跟蹤子系統地面測試中的
重要測試項目，它決定了載波和信號間的功率分配，是考量衛星下行信號的可靠性的的重要指標。以UCB體制的遙測調製度測量為例，該體制的下行遙測信號採用殘餘載波調製體制，原始的遙測數據首先通過PCM編碼成為基帶數位訊號，再對副載波進行BPSK數據調製，最後對載波進行調相。PCM信號的表達式為SrcM(t) =Σ akg(t-kTb)，式中ak為數據比特流，由遙測量和編碼規則決定。Tb為碼元周期，是碼速率Rb的倒數，g(t)表示碼元脈衝波形。副載波經基帶信號BPSK調製後可表示為SPSK(t) = SrcM(t) sincosc;t,式中。為副載波的角頻率。副載波PSK信號對載波調相後表達式為SPM(t) = Acos [ω +β Spsk(t)]，式中A為載波幅度，為載波角頻率，β為調相指數，即對應衛星下行信號的遙測調製度。傳統測試系統測量遙測調製度是通過測量下行信號的一階邊帶與載波功率的差值，再通過公式的運算即可得到下行信號的遙測調製度，在跟蹤子系統單機測試階段也是採用的這種方法。現有的對衛星測控下行信號進行遙測調製度測試採用的是測量其一階連帶峰值功率與載波峰值功率之比，該值等於以調製度為自變量的一階和零階貝塞爾函數平
方之比《/ ⑷/ / ⑷，由此可得到信號的遙測調製度。在單機測試階段由於沒有遙測PCM
碼流的存在，通過測量下行信號一階邊帶與載波功率的差值即可通過計算得到信號的遙測調製度。但是在整星測試階段，由於衛星中心遙測數據的存在，下行信號一階邊帶與載波峰
P /2(/ ) 8/2
峰值之比為I4SraiW/式中B為頻譜儀的解析度帶寬RBW。由上式可知， r ο J 0yp) -B 12，
下行信號的遙測調製度與SPCM(f)有關，而SPCM(f)受基帶碼型和碼速率影響，所以可以看出在整星測試階段因為有中心遙測碼流的存在，如果利用一階邊帶測量遙測調製度已經不再合適，其結果受遙測碼流的影響較大，存在較大的系統誤差。通過抓取了一階邊帶受遙測碼流影響而產生的頻譜變化可以看出，下行遙測信號的左側一階邊帶由於受碼流的影響產生了很大的波動，所以在這種情況下進行遙測調製度的測量會產生較大的測量誤差。
實用新型內容本實用新型的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種測試衛星跟蹤子系統遙測調製度的測試系統，系統組成簡單，測試精度高。[0007]本實用新型的技術解決方案是一種測試衛星跟蹤子系統遙測調製度的測試系統，包括轉接器、射頻電纜、開關矩陣、頻譜分析儀、交換機和測試計算機，轉接器一端連接衛星跟蹤子系統，另一端連接射頻電纜，射頻電纜連接在轉接器與開關矩陣之間，開關矩陣內包含射頻開關和衰減器，射頻開關對下行信號通道進行選擇，衰減器對衛星跟蹤子系統產生的下行信號的電平強度進行控制，頻譜分析儀通過射頻電纜與開關矩陣連接用於對下行信號的頻譜進行分析產生下行信號遙測調製度信息，測試計算機通過交換機與頻譜分析儀相連接用於讀取頻譜分析儀產生的下行信號遙測調製度信息。本實用新型與現有技術相比的有益效果是本發明的測試系統組成簡單，利用頻譜分析儀對下行信號的頻譜進行分析生成下行遙測信號的調製度信息，使下行信號的二階連帶不受衛星中心遙測碼影響，因此可以大大減小測量過程中遙測調製度的誤差，使測量結果更加準確可信。


·圖I為本測試系統的組成結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細的描述為了解決一階邊帶有受碼流影響對衛星遙測調製度產生不確定誤差，本文提出了一種新的衛星跟蹤子系統遙測調製度的測試系統，如圖I所示，該測試系統包括轉接器2、射頻電纜3、開關矩陣4、頻譜分析儀5、交換機6和測試計算機7七部分組成。在衛星測試過程中I表示整星系統，I中含有跟蹤子系統的相關設備，用於完成衛星的相關功能。轉接器2—端連接於衛星上，用於衛星與地面設備的連接，匹配地面設備與衛星的接口或用於地面設備間的接口匹配。射頻電纜3 —端連於轉接器2上，為衛星下行信號與地面設備連接的通道或用於地面設備間的連接。開關矩陣4包含射頻開關和衰減器，射頻開關用於下行信號通道的選擇，衰減器用於控制下行信號的電平強度。頻譜分析儀5通過射頻電纜3與開關矩陣4連接，用於對下行信號的頻譜進行分析生成下行遙測信號的調製度信息。測試計算機7通過交換機6與頻譜分析儀5相連接，測試計算機7中的測試軟體讀取頻譜分析儀5產生的下行遙測信號調製度信息。頻譜分析儀採用測量二階連帶與峰值功率之比的方法得到下行遙測信號的調製度。調相信號的SPM的表達式為Spm(t) = Acos[ω +β Spsk⑴]，將表達式展開如下
SpM(t) =ΑΣ J J々)cos(欣+In ω} + ΑΣ J Hm Wcos(欣+{ η-])ω}
/ =—cO/J=-CO如果僅考察調相信號各次諧波附近的功率譜，可以忽略諧波間頻譜交叉帶來的影響，SPM(t)的功率譜就是上式中各項功率譜的求和。由於受來自中心遙測PCM碼流的影響，與載波中心頻率f相距(2n-l)fsc的奇次諧波已經展開為連續譜，連續譜形狀與基帶信號功率譜形狀相同；而與載波中心頻率f相距2nfsc的偶次諧波分量未受PCM碼流的影響，只存在有離散的頻譜，其信號強度與無PCM碼時相同。從功率分配的角度來說，載波通過PM調製將功率分配到各奇次諧波上，副載波再通過PSK調製將各奇次諧波功率分配到各自連續譜上，奇次諧波攜帶了中心遙測的所有信息；偶次諧波功率沒有分散，集中在一個頻2
點上。由上式可得遙測調製度與二次諧波的關係式為1 =可以看出二次諧波
屍O J0(P)，
和調製度的關係不受PCM信號的影響。所以在整星測試階段由於受中心遙測碼流的影響，通過測量下行信號一階分量的功率來計算信號遙測調製度的方法已經變得不切實際，但是可以通過測量其二階分量的功率來實現。表I中為通過試驗得到的下行信號一、二階遙測調製度數據比對結果。表I含PCM碼流下行信號一、二階邊帶與載波峰值之差測試結果
序號一階邊帶二階邊帶 _I__rLU__22. PO
2~ 7.9522.02 —
3~ 7.6021.96 —
4~ 7.9022. 10 —
5~ 7. 7322. 12 —
6~ 7.9922.13 —
A O. 39O. 14 ~由表I可見一階邊帶的波動遠大於二階邊帶的波，由此引入的測量誤差遠大於測量二階邊所帶來的誤差。本實用新型未詳細描述內容為本領域技術人員公知技術。
權利要求1.一種測試衛星跟蹤子系統遙測調製度的測試系統，其特徵在於包括轉接器(2)、射頻電纜(3)、開關矩陣(4)、頻譜分析儀(5)、交換機(6)和測試計算機(7)，轉接器(2) —端連接衛星跟蹤子系統(I)，另一端連接射頻電纜(3)，射頻電纜(3)連接在轉接器(2)與開關矩陣(4)之間，開關矩陣(4)內包含射頻開關和衰減器，射頻開關對下行信號通道進行選擇，衰減器對衛星跟蹤子系統(I)產生的下行信號的電平強度進行控制，頻譜分析儀(5)通過射頻電纜(3)與開關矩陣(4)連接用於對下行信號的頻譜進行分析生成下行信號遙測調製度信息，測試計算機 (7)通過交換機(6)與頻譜分析儀(5)相連接。
專利摘要一種測試衛星跟蹤子系統遙測調製度的測試系統，包括轉接器、射頻電纜、開關矩陣、頻譜分析儀、交換機和測試計算機，轉接器一端連接衛星跟蹤子系統，另一端連接射頻電纜，射頻電纜連接在轉接器與開關矩陣之間，開關矩陣內包含射頻開關和衰減器，射頻開關對下行信號通道進行選擇，衰減器對衛星跟蹤子系統產生的下行信號的電平強度進行控制，頻譜分析儀通過射頻電纜與開關矩陣連接用於對下行遙測信號的頻譜進行分析產生下行信號遙測調製度信息，測試計算機通過交換機與頻譜分析儀相連接，測試計算機中的測試軟體讀取頻譜分析儀產生的下行信號遙測調製度信息。該測試系統組成簡單，測試精度高。
文檔編號H04B17/00GK202713319SQ20112051300
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者徐汝軍, 謝華, 李慧嫻, 吳志強 申請人:中國空間技術研究院