太阳法测量S频段10米测控天线增益-论文.pdf

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1、·44·测控与通信2014年第3期太阳法测量S频段1O米测控天线增益周录军苏绪伟周道庆翟旭光(中国卫星海上测控部江苏江阴214431)摘要研究用太阳法测量天线增益的原理和方法，给出了用太阳法测量某型10m13径反射面天线s频段增益测试结果，并与用比较法测量天线增益的测试结果进行比较，二者基本吻合。试验表明太阳法测量增益简单可行，在实际工程测量中值得推广和应用。关键词太阳法天线增益Y因子法冷空GainMeasurementofSBand10mAntennaforTT＆CStationwithSunM

2、ethodZhouLujun，SuXuwei，ZhouDaoqing，ZhaiXuguang(ChinaSatelliteMaritimeTrackingandControlDepartment,Jiangyin，Jiangsu214431)Abstract：Theprincipleandmethodforantennagainmeasurementwithsunmethodarestudied．GainmeasurementresultsofSbandl0mreflectorantennawit

3、hsunmethodaregiven．Comparedwiththeantennagainachievedwithcomparisonmethod，bothresultsareidenticalbasically．TheexperimentshoWsthatmeasurementofantennagainwithsunmethodissimpleandfeasible，whichisworthytobewidelyappliedinactualengineeringmeasurement．．Key

4、words：sunmethod，antennagain，Yfactormethod，clearsky太阳是最强的射电源，可测量的信噪比大，虽O引言然太阳辐射不稳定，但从网络上下载的实时太反射面天线广泛应用于卫星通信、遥测、阳通量密度实测值，可大大提高测量精度。遥控以及射电天文等设备，天线增益作为天线1用太阳源测量天线增益的原理和方法的重要指标普遍受到人们的关注，其测量方法的研究也比较普遍和深入。如图1所示，利用太阳源法测量天线增益目前常用的比较法测量天线增益测试结的基本原理是：首先分别测量出天线指

5、向太阳果符合要求，但测试距离至少要满足2D／(D和冷空背景的噪声功率电平，计算二者的差值为天线直径，为工作波长)，对于工作频点较得到Y因子的大小[2]，由此计算出系统G／E值；⋯高的大型反射面天线，测试距离要求数公里，然后利用Y因子法测量出系统噪声温度⋯，即需要架设近百米信标塔，资金耗费巨大，一般可求得天线增益G。天线对信标塔的仰角都比较低。此外，测试场地存在地面反射等因素，以上这些缺陷都会严重影响天线增益的测试J。利用太阳法测量D／近于100的天线的电参数无疑能充分满足远场测试距离条件，而且克服

6、了场地法的地面反射及环境影响等问题。图1太阳源法测量天线增益的原理方框图收稿日期：2014年5月20日第146期周录军等：太阳法测量S频段1O米测控天线增益研究大气吸收衰减修正因子是频率、天线仰角1．1计算公式和大气层的函数。它随频率的增加而增加，随G天线仰角增大而减小。大气吸收衰减的计算是一：((1)rSs比较复杂的，一般可用下式简单计算大气吸收k：波尔兹曼常数，k=1．38x10(J／K)；衰减。：工作波长(m)；：，(5)：太阳通量密度(W／m‘Hz)1个太阳通sin(E／)量单位为10W／

7、mHz；式中1：大气吸收衰减因子；v为常数；：波束修正因子。为天线指向太阳时的仰角。由式(1)可求得用分贝表示的天线增益常数v可从Rec．ITU．RP．676．5中的大气为：衰减曲线查得扪。1．2．2波束修正因子K2的计算G=101g()+10lg(2)波束修正因子与射电源的亮温度分布和由式(2)可知，测量出Y因子的大小后，天线方向图的形状有关。其计算公式如下：需要测量出系统噪声温度方可计算天线增(，)益。系统噪声温度测量采用Y因子法，即用频谱仪测量出天线指向分别接常温标准负载和接待测天线，频谱仪

8、的噪声功率差值为，则式中系统噪声温度为：8(o，)为射电源的亮温度分布；P(O，)为天线归一化功率方向引。：(3)当天线的半功率波束宽度HPBW大于太阳式中的最大角直径时，波束修正因子由下式计算：To是天线的物理温度，单位为K；是低噪声放大器的噪声温度，单位为K。K：_l0×l0g吉)将式(2)进行化简可得：式中G=15．86+101o一0．2106㈩—10log+++l01ogHPB—W~。厂是测试频率，单位为GHz；2试验与分析墨】，=10；2．1太阳法测试结果YEY夭线一Y髓