GBT12639-1990通信卫星有效载荷性能的在轨测试方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准通信卫星有效载荷性能的在轨测试方法发布实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准通信卫星有效载荷性能的在轨测试方法主题内容与适用范围本标准规定了通信卫星有效载荷性能的在轨测试方法本标准适用于通信卫星有效载荷性能的在轨测试对卫星转发器的地面测试亦可参考本标准引用标准卫星通信地球站无线电设备测量方法第二部分分系统测量第二节天线包括馈源网络卫星通信地球站无线电设备测量方法第三部分分系统组合测量第二节接收系统品质因数测量测量项目和方法卫星有效载荷的输入输出特性及单载波饱和功率定义卫星有效载荷的输入输出特性是指转发器在可用频段

2、中心频率上输出功率随输入功率变化的关系曲线当输入功率逐渐增大到某点致使输出功率不能增大指行波管放大器或被压缩了指固态放大器时定义这一点为单载波饱和功率点测量方法转发器单载波饱和工作点的确定用调幅法单载波饱和等效全向辐射功率及输入输出特性曲线的测量用地面参考信号比较法转发器单载波饱和工作点的确定测量框图如图所示对行波管放大器地球站上行载波受一音频正弦信号调幅经卫星转发回到地球站接收单元经过下变频后用频谱分析仪观察调幅信号逐渐地把发射功率增大到使音频信号幅度减小到零即为饱和点在该点附近增大或减小发射功率调幅的音频信号幅度都将出现增大趋势固态放大

3、器无明显饱和点在测出输入输出特性曲线后进行确定国家技术监督局批准实施图卫星等效全向辐射功率的测量框图卫星等效全向辐射功率及输入输出特性曲线按照条确定了转发器单载波饱和工作点后地球站发单载波饱和功率并维持这个工作点不变用频谱分析仪在下变频接收机输出端观察从卫星转发来的未调载波电平和从低噪声放大器输入端口加入的参考信号电平调参考源的精密可变衰减器使频谱分析仪显示的参考信号电平等于收到的载波电平采用替代法按下式推算出卫星的等效全向辐射功率其单位为式中载波接收功率图点电平测量频率上的天线接收增益卫星下行传输路径上总损耗值见附录注的测量方法见测量时地

4、球站发射载波功率按合适的步进级逐渐增高发射功率在接收端对应测出等效全向辐射功率地球站发射功率用等效全向辐射功率表示并绘制出的关系曲线注可以选用选频电平表测量结果表示法可以用等效全向辐射功率和的对应数据表示或者以曲线表示测量结果应按修正系数归算到卫星波束中心的等效全向辐射功率值单载波饱和通量密度定义单载波饱和通量密度的定义为卫星转发器功率达到饱和时卫星接收天线的每单位面积内所需的能量密度值用表示它以一瓦每米平方作为零分贝计量其单位为测量方法测量框图如图所示按条测出对应于卫星转发器饱和输出功率的等效全向辐射功率然后根据下式计算单载波饱和通量密度

5、其单位为式中地球站等效全向辐射功率地球站到卫星的距离详见附录值由图中功率计测出结果表示法以计算结果直接表示卫星品质因数定义卫星的品质因数是卫星接收天线的功率增益以分贝为单位与等效系统噪声温度以为单位有关的一个对数参量由下式表示其单位为测量方法可用两种方法进行测量即间接测量法和直接测量法间接测量法测量框图如图所示测量步骤如下测接收系统的载噪比求卫星线路的系统载波噪声温度比式中玻耳兹曼常数接收系统噪声带宽应预先测出按测地球站接收系统品质因数计算下行载波噪声温度比计算上行载波噪声温度比计算卫星品质因数用表示式中地球站的等效全向辐射功率上行传输路径

6、总损耗值直接测量法测量框图如图所示首先测出靠近卫星的冷空噪声再测定出无上行载波发射情况下的卫星转发器的噪声然后由地球站对卫星发射一载波信号使得功率计的读数等于并同时记下功率计的读数算出地球站的等效全向辐射功率卫星品质因数由下式计算用真值表示分贝表示为用表示式中表示同条结果表示法在各测量频率上由所计算的值直接表示单位为分贝绝对温度图卫星品质因数测量框图卫星转发器增益的稳定度定义卫星转发器增益的稳定度是指卫星转发器增益随时间改变的程度测量方法测量框图如图所示为测量卫星转发器的时间增益稳定度引入了下变频器的自动增益控制其控制电压的变化与地球站的输

7、入功率变化是成比例的因此与卫星发射功率的变化亦成比例具体步骤如下按图所示连接装置按照条所确定的转发器饱和工作点地球站发一载波信号使其维持饱和工作点不变同时送参考信号同时记录地球站发射功率和接收载波信号与参考信号的控制电压测量持续时间规定每一转发器测量时间为数据处理根据发射功率参考信号电平及接收卫星的载波信号电平随时间变化的关系曲线处理数据并同时扣除天线跟踪过程中的变化所引入的误差结果表示法用曲线表示图卫星转发器增益稳定度测量框图卫星转发器本振频率准确度与稳定度定义频率准确度是指频率实际值对其标称值的相对偏差即式中频率实际值频率标称值频率稳定

8、度是指卫星转发器本振在轨实际工作频率相对于本振标称工作频率随时间的起伏变化与标称工作频率的比值测量方法测量框图如图所示由地球站的发射设备经卫星和地球站的接收设备构成一个测量回路对