一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星天線測(cè)試領(lǐng)域，特別涉及一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，適用于C、Ku、DBS衛(wèi)星通信頻段的天線入網(wǎng)驗(yàn)證測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002]由于衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一個(gè)開放系統(tǒng)，非常容易受到干擾；任何頻段內(nèi)的外來信號(hào)均會(huì)進(jìn)入衛(wèi)星系統(tǒng)，影響衛(wèi)星正常業(yè)務(wù)。因此，衛(wèi)星天線出廠或正式進(jìn)入衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱“入網(wǎng)”)進(jìn)行發(fā)射或接收信號(hào)前，必須經(jīng)過天線方向圖測(cè)試。測(cè)試結(jié)果符合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)方可出廠或入網(wǎng)。
[0003]技術(shù)指標(biāo)一般包括:天線增益、主瓣/第一旁瓣隔離、極化隔離度、增益曲線形狀。天線增益決定了天線的發(fā)射/接收信號(hào)能力；天線旁瓣性能決定了是否會(huì)將旁瓣信號(hào)泄露上行到臨近衛(wèi)星或者是否接收了鄰近衛(wèi)星的下行信號(hào)；交叉極化隔離度則考察是否將信號(hào)泄露到反極化上行到衛(wèi)星或者接收了衛(wèi)星上反極化的信號(hào)；增益曲線形狀則判斷是否符合ITU建議的增益包絡(luò)線。技術(shù)指標(biāo)不符合要求不僅影響其他業(yè)務(wù)，也會(huì)對(duì)自己的業(yè)務(wù)造成惡劣影響。
[0004]衛(wèi)星天線方向圖測(cè)試一般采用頻譜儀直接記錄(手動(dòng)方式)，將方向圖曲線保存為圖片文件后導(dǎo)出打印。國(guó)內(nèi)絕大部分天線生產(chǎn)廠家均采用這種方式，優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷，缺點(diǎn)是缺少后期數(shù)據(jù)處理，判斷某些技術(shù)參數(shù)是否符合指標(biāo)要求有困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，該方法采用頻譜儀采集數(shù)據(jù)，并將該測(cè)試數(shù)據(jù)在測(cè)試計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)后期數(shù)據(jù)處理，按照統(tǒng)計(jì)方法得到測(cè)試結(jié)果，并且在測(cè)試計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，可以對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)中的非正常數(shù)據(jù)進(jìn)行去除，避免了偶發(fā)錯(cuò)誤對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響；該方法分別測(cè)試得到近旁瓣方向圖和近旁瓣反極化方向圖，并利用該方向圖統(tǒng)計(jì)得到極化隔離度，可以提高極化隔離度的計(jì)算精度。
[0006]本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，通過衛(wèi)星天線測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述衛(wèi)星天線測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試站、被測(cè)站和測(cè)試衛(wèi)星，其中所述測(cè)試站包括測(cè)試計(jì)算機(jī)、頻譜儀和測(cè)試天線，被測(cè)站包括被測(cè)天線、信號(hào)發(fā)生模塊，具體實(shí)現(xiàn)方法步驟如下:
[0008](I)、根據(jù)測(cè)試衛(wèi)星的工作頻段和極化方式，在被測(cè)站的信號(hào)發(fā)生模塊中設(shè)定測(cè)試信號(hào)的中心頻率和極化方式，并發(fā)送所述測(cè)試信號(hào)到被測(cè)天線，被測(cè)天線將接收到的測(cè)試信號(hào)通過上行鏈路發(fā)送到測(cè)試衛(wèi)星；測(cè)試衛(wèi)星通過下行鏈路轉(zhuǎn)發(fā)所述測(cè)試信號(hào)到測(cè)試天線，測(cè)試天線發(fā)送所述測(cè)試信號(hào)到頻譜儀，頻譜儀將測(cè)試信號(hào)的電平數(shù)據(jù)發(fā)送到測(cè)試計(jì)算機(jī)，其中，測(cè)試天線的正極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接；
[0009](2)、調(diào)整被測(cè)天線的方位角和俯仰角，使得所述被測(cè)天線的主瓣對(duì)準(zhǔn)測(cè)試衛(wèi)星，并記錄調(diào)整后的被測(cè)天線的方位角和俯仰角；
[0010](3)、調(diào)整被測(cè)天線的極化角度，使得測(cè)試站中頻譜儀接收到的主極化信號(hào)和反極化信號(hào)的功率差值最大；具體實(shí)現(xiàn)過程如下:
[0011](3a)、在測(cè)試天線的正極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接條件下，記錄頻譜儀輸出的正極化信號(hào)的頻譜數(shù)據(jù)；
[0012](3b)、將測(cè)試天線的反極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接，調(diào)整被測(cè)天線的極化角，直到所述反極化信號(hào)的功率與步驟(3a)記錄的正極化信號(hào)的功率差值最大，則固定被測(cè)天線的極化角；
[0013](4)、將測(cè)試天線的正極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接，并將被測(cè)天線在俯仰和方位平面內(nèi)按照設(shè)定的近旁瓣角度α勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在被測(cè)天線轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，測(cè)試站的頻譜儀將測(cè)試得到的電平數(shù)據(jù)發(fā)送給測(cè)試計(jì)算機(jī)，測(cè)試計(jì)算機(jī)按照所述測(cè)試電平數(shù)據(jù)分別繪制天線近旁瓣的方位方向圖和天線近旁瓣的俯仰方向圖；
[0014](5)、將被測(cè)天線在俯仰和方位平面內(nèi)按照設(shè)定的遠(yuǎn)旁瓣角度β勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在被測(cè)天線轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，測(cè)試站的頻譜儀將測(cè)試得到的電平數(shù)據(jù)發(fā)送給測(cè)試計(jì)算機(jī)，測(cè)試計(jì)算機(jī)按照所述測(cè)試電平數(shù)據(jù)分別繪制天線遠(yuǎn)旁瓣的方位方向圖和天線遠(yuǎn)旁瓣的俯仰方向圖；其中，β>α ;
[0015](6)、將被測(cè)天線的極化角度旋轉(zhuǎn)90°，并在所述極化角度±γ的范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，使得測(cè)試站中頻譜儀接收到的主極化信號(hào)和反極化信號(hào)的功率差值最大，其中，γ < 10° ;具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
[0016](6a)、將測(cè)試天線的反極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接，記錄頻譜儀輸出的反極化信號(hào)的頻譜數(shù)據(jù)；
[0017](6b)、將測(cè)試天線的正極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接，在極化角度土 γ范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，直到所述正極化信號(hào)的功率與步驟(6a)記錄的反極化信號(hào)的功率差值最大，則固定被測(cè)天線的極化角；
[0018](7)、將被測(cè)天線在俯仰和方位平面內(nèi)按照設(shè)定的近旁瓣角度α勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在被測(cè)天線轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，測(cè)試站的頻譜儀將測(cè)試得到的電平數(shù)據(jù)發(fā)送給測(cè)試計(jì)算機(jī)，測(cè)試計(jì)算機(jī)按照所述測(cè)試電平數(shù)據(jù)分別繪制天線近旁瓣的反極化方位方向圖和天線近旁瓣的反極化俯仰方向圖；
[0019](8)、調(diào)整被測(cè)天線的極化角度旋轉(zhuǎn)90°，并在所述極化角度± Y的范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，使得測(cè)試站中頻譜儀接收到的主極化信號(hào)和反極化信號(hào)的功率差值最大，具體調(diào)整方法如下:
[0020](8a)、在測(cè)試天線的正極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接條件下，記錄頻譜儀輸出的正極化信號(hào)的頻譜數(shù)據(jù)；
[0021](Sb)、將測(cè)試天線的反極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接，調(diào)整被測(cè)天線的極化角，直到所述反極化信號(hào)的功率與步驟(8a)記錄的正極化信號(hào)的功率差值最大，則固定被測(cè)天線的極化角。
[0022](8c)、將測(cè)試天線的正極化信號(hào)輸出口與頻譜儀連接。
[0023](9)、測(cè)試計(jì)算機(jī)根據(jù)步驟⑷、(5)和(7)測(cè)試得到的方向圖數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算被測(cè)天線的性能數(shù)據(jù)，所述性能數(shù)據(jù)包括天線發(fā)射增益、主瓣/第一旁瓣隔離、極化隔離度。
[0024]上述的一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，在步驟(4)內(nèi)，所述設(shè)定的近旁瓣角度α按照被測(cè)天線的工作頻段設(shè)定，其中，在C頻段設(shè)定α =3°，在Ku頻段設(shè)定α =1.5°，在DBS頻段設(shè)定α = 1.5°。
[0025]上述的一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，在步驟(4)內(nèi)，測(cè)試得到天線近旁瓣的方位方向圖的具體過程如下:
[0026](4a)、將被測(cè)天線在方位平面內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度α ;
[0027](4b)、被測(cè)天線在方位角平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)角度2 α，在被測(cè)天線轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，測(cè)試站的頻譜儀將測(cè)試得到的電平數(shù)據(jù)發(fā)送給測(cè)試計(jì)算機(jī)，測(cè)試計(jì)算機(jī)按照所述測(cè)試電平數(shù)據(jù)分別繪制得到天線近旁瓣的方位方向圖；
[0028](4c)、將被測(cè)天線在方位平面內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度α，即返回初始位置。
[0029]上述的一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，在步驟(4)內(nèi)，測(cè)試得到天線近旁瓣的俯仰方向圖的具體過程如下:
[0030](4d)、將被測(cè)天線在俯仰平面內(nèi)向下旋轉(zhuǎn)角度α ；
[0031](4e)、被測(cè)天線在俯仰平面內(nèi)勻速向上轉(zhuǎn)動(dòng)角度2α，在被測(cè)天線轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，測(cè)試站的頻譜儀將測(cè)試得到的電平數(shù)據(jù)發(fā)送給測(cè)試計(jì)算機(jī)，測(cè)試計(jì)算機(jī)按照所述測(cè)試電平數(shù)據(jù)分別繪制得到天線近旁瓣的俯仰方向圖；
[0032](4f)、將被測(cè)天線在俯仰平面內(nèi)向下旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度α，即返回初始位置。
[0033]上述的一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，在步驟(5)中，所述遠(yuǎn)旁瓣角度β按照被測(cè)天線的工作頻段設(shè)定，其中，在C頻段設(shè)定β = 15°，在Ku頻段設(shè)定β =8°，在DBS頻段設(shè)定β = 8°。
[0034]上述的一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，在步驟(5)內(nèi)，測(cè)試得到天線遠(yuǎn)旁瓣的方位方向圖的具體過程如下:
[0035](5a)、將被測(cè)天線在方位平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度β ；
[0036](5b)、被測(cè)天線在方位角平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)角度2β，在被測(cè)天線轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，測(cè)試站的頻譜儀將測(cè)試得到的電平數(shù)據(jù)發(fā)送給測(cè)試計(jì)算機(jī)，測(cè)試計(jì)算機(jī)按照所述測(cè)試電平數(shù)據(jù)分別繪制得到天線遠(yuǎn)旁瓣的方位方向圖；
[0037](5c)、將被測(cè)天線在方位平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定角度β，即返回初始位置。
[0038]上述的一種測(cè)試衛(wèi)星天線方向圖的新方法，在步驟(5)內(nèi)，測(cè)試得到天線遠(yuǎn)旁瓣的俯仰方向圖的具體過程如下:
[0039](5d)、將被測(cè)天線