地球站天线的方向性图测量

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1、年月现代雷达第期地球站’天线的方向性图测量袁惠仁”南京大学信息物理系南京摘要介,用卫星接收设备和测量设备兼容的方法测量地球站天绍以太阳或者卫星作为信标。,,线方向性图的基本原理和方法被测天线二人用太阳和卫星测得的副瓣电平分别约为一和一纪两者测试结果表明该方法是可行的,而且波瓣图的形状基本一致,测量,太,,地球站关键词方向性图阳卫星川,”一一’,,一,一一吕、班卜一前巨天线方向性图的测量是天线参数测量中最常规最基本的测量项目。由于受场地、测量设备和干扰等因素的影响,要精确测量天线的远副瓣和方向性图的精细结构是非常困难的。用强射,,电源或人造卫星作为信标进行方向性图测量可

2、以避免地面和环境对测量的影响克服由此引〔,,,。起的方向性图畸变并能完整地测得水平面和垂直面方向性图以强射电源为信标用噪声相〔一〕,关法测方向性图是一个较为理想的途径它可以忽略地面和环境影响而使灵敏度得到提,。高从理论上分析用该方法可测出天线完整的方向性图文献〔〕给出了一个应用这种技术,一,,的实例其测量电平为但由于测量设备过于庞大和复杂该方法不能在工程中推广使用。,,用强射电源或人造卫星作为信标测量天线方向性图时仰角比较高地面和环境影响可以。,,忽略采用地球站卫星接收系统和测量系统兼容的手段不仅不要专用测试设备而且保证了。,、,测量系统的低噪声性能和高灵敏度此外该方

3、法测量简单操作方便适合于在工程中广泛使用。、二测量原理测试设备是由地球站卫星接收设备改装而成的微波辐射计。当用射电源或者人造卫星作,,。为信标时它们的信号频谱并不是单频信号而是具有宽带特性这就是测量系统采用微波辐一,月年月日收到日收到修改稿一让一加习山一·现代雷达卷射计的原因。被调制的人造卫星载波信号为‘一·‘·〔、‘“‘,。〕一且,叭为载波频率,。式中为调制信号频率,令调制信号为单一余弦波用傅里叶和贝塞耳函数将其展开,。〔‘,‘。“‘‘,云,,。,,式中。为调制指数为贝塞耳函数由式可知即使调制信号是单一余弦波调频波的频谱在载波频率两侧也会产生间隔为。的无数多个边带波

4、。实际上人造卫星传送的调制波不,,,是单一的余弦波而是由许多频率或连续频带所组成的波谱它们的能量将占据整个频带是。,,一个频谱极丰富和能量稳定的信号发射源因此其与射电源的辐射信号有相似之处它具有下列特点,发射的信号不是单频,测量系统的输出只与带宽内边带信号的振幅有关而与调制信号引起的角频偏的峰值无关测量系统频响特性的平坦度对载频的漂移是不灵敏的、三测量系统测量系统是由地球站接收设备改装成的总功率辐射计。终端用记录仪或计算机实施测量系统和卫星接收设备的兼容。测量系统方框图如图所示。,测量系统的输出由三部分组成它们分别取决于本机噪声温度,、天线指向冷空时的天线噪声温度,和

5、信号等效温度‘。当天线指向某一,,少,,,高度时和为一固定值只要测量系统的,,二增益稳定度可靠和对测量系统输出的贡,,献就可扣除这样测量系统的输出就只与信号大。,,图测量系统方框图小有关因此当卫星接收设备改装成辐射计时应使辐射计的增,益稳定度满足一定的要求尤其,。是改装成总功率辐射计时要特别重视测量系统的增益稳定度,用强射电源或人造卫星作为信标测量天线方向性图时限制测量最小电平的主要因素是。,几,辐射计的灵敏度被测天线的孔径波长地球站接收设备的本机噪声温,,,二,,,,刁。度‘、当仰角为时积分时间常数该系统的极限灵敏度,,刁」二,,,可测信号、此时在工程实践中时测量值

6、便有,效因此该系统具有较高的灵敏度,测量系统的线性主要决定于检波器平方律范围只要在测量系统中插入一个衰减器改变第刁期衰惑仁地球站天线的方向性图测量衰减器的衰减量使检波器工作于线性区即可检波器的线性区和非线性误差都是可测的国、四测量测方法和归算,,这里采用分段测量法在测量主瓣时衰减器置于分别测得天线对准射电源或人造‘。,,卫星时的读数和天线指向冷空时的输出读数在测副瓣时衰减器置于分别测得相应的凡和,。天线对,准射电源或人造卫星时接收系统所接收的信号是射电源或人造卫星和冷空辐。‘射的总和因此副瓣电平月‘月吕‘。。一〔一一一〕,。,在测天线垂直面方向性图时冷空辐射对辐射计的

7、输出贡献不是常数而是随仰角下,〔幻,。降而增大的另外冷空辐射是不均匀的因此在归算时对随仰角的变化及冷空辐射的不均匀性都要进行修正。在,,测天线水平面的方向性图时天线方位角码盘读数并不表示方向性图上的相应方位角应作必要的修正,偏离方向性图极大值修正后的方位角寿·口一‘〔〕,,。式中为偏离方向性图极大值的方位角码盘读数为仰角测里结果,。用太阳作信标测得的该天线的水平面方向性图如图所示垂直面方向性图见图八。阅︵。八﹄、,、、毛八认一、书一一一一编一一一一图用太阳作为信标测得的天线水平面图用太阳作信标测得的天线方向图垂直面内方向性图用人造卫星作为信标测得的天