本發(fā)明涉及一種中繼天線跟蹤功能測試系統(tǒng)及其測試方法，特別是涉及一種高精度衛(wèi)星中繼天線跟蹤功能測試系統(tǒng)及其測試方法

背景技術(shù)：

跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，以其能較大幅度地覆蓋和轉(zhuǎn)發(fā)地球站對中低軌道航天器的跟蹤測控信號并對中低軌道航天器發(fā)回地面的數(shù)據(jù)、圖像、話音等信息進(jìn)行實時、連續(xù)的中繼等優(yōu)勢，逐漸成為發(fā)展航天技術(shù)越來越重要的項目。

星間目標(biāo)捕獲與跟蹤指向控制技術(shù)是跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)，是建立星間鏈路的首要條件。近年來我國計劃發(fā)射和運(yùn)行的低軌衛(wèi)星急劇增多，都需要中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的支持，故衛(wèi)星中繼跟蹤子系統(tǒng)的地面測試任務(wù)急劇增加。中繼跟蹤子系統(tǒng)涉及跟蹤天線，其接收發(fā)送信號需要較嚴(yán)格的測試場地。所以在地面測試時，大都使用地面信號模擬設(shè)備模擬出天線接收到的信號，從查閱以往研究來看，信號模擬設(shè)備設(shè)計簡單，輸出信號不穩(wěn)定，只能定性的去測試跟蹤子系統(tǒng)的跟蹤性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高精度衛(wèi)星中繼天線跟蹤功能測試系統(tǒng)及其測試方法，其解決衛(wèi)星中繼用戶終端跟蹤測試精度不高、測試信號簡單且不穩(wěn)定的問題，能夠提供兩路自定義相位差的信號供中繼天線跟蹤測試，該裝置具備自檢能力，且和差信號采用反饋環(huán)路，使得輸出信號更加精確穩(wěn)定，保證了衛(wèi)星測試的安全性和有效性，能夠提高地面測試能力，顯著提升中繼跟蹤子系統(tǒng)的測試效果。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種高精度衛(wèi)星中繼天線跟蹤功能測試系統(tǒng)，其包括：

角誤差控制器，用于安裝角誤差控制軟件，通過網(wǎng)絡(luò)控制信號源、信號發(fā)生器衰減箱、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)備參數(shù)設(shè)置，同時記錄各個設(shè)備的參數(shù)值，并進(jìn)行計算，來實現(xiàn)幅度和相位的和差信號；向軟件輸入和差信號的頻點、幅度、相位差參數(shù)，系統(tǒng)自動輸出高精度中繼信標(biāo)信號；

信號源，用于產(chǎn)生中繼信標(biāo)信號源，一路固定頻點的單載波信號與信號發(fā)生器衰減箱內(nèi)部的功分器輸入端連接，與角誤差控制器網(wǎng)絡(luò)連接，并受角誤差控制器控制輸出相應(yīng)頻率和幅度的信號；

信號發(fā)生器衰減箱，用于處理信號源輸出的初始信號，對其進(jìn)行相位偏移、幅度調(diào)節(jié)，內(nèi)部包含功分器、移相器、第一程控衰減器、第二程控衰減器、耦合器；移相器通過gpib網(wǎng)關(guān)受角誤差控制器控制、第一程控衰減器和第二程控衰減器直接通過網(wǎng)絡(luò)受角誤差控制器控制；移相器對輸入信號進(jìn)行相位偏移，相位偏移量通過軟件控制，程控衰減器對輸入信號進(jìn)行幅度衰減，衰減量通過軟件控制；

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，用于接收和差信號的耦合信號，監(jiān)視和差信號的相位差和幅度差，將參數(shù)反饋給角誤差控制器；由于信號發(fā)生器衰減箱的第二程控衰減器的相位值提前自檢預(yù)知，故矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀接收到的耦合信號相位值和幅度值與實際輸出到衛(wèi)星中繼用戶終端和差信號的相位值和幅度值為線性關(guān)系；通過控制軟件去控制信號發(fā)生器衰減箱的移相器和衰減器的輸出值，來實現(xiàn)和差信號。

如圖2所示，本發(fā)明高精度衛(wèi)星中繼天線跟蹤功能測試系統(tǒng)的測試方法包括以下步驟：

步驟一，中繼和差信號測試電纜的校準(zhǔn)，為了確保和差輸出信號精確無誤，測試連接衛(wèi)星中繼分系統(tǒng)單機(jī)的兩個射頻電纜的幅度差和相位差，并將該參數(shù)輸入到角誤差控制軟件中，提高和差信號的輸出精度，該步驟在電纜鋪設(shè)狀態(tài)不變的情況下校準(zhǔn)一次；

步驟二，信號發(fā)生器衰減箱內(nèi)程控衰減器校準(zhǔn)，為了保證輸出信號相位的高精度，對兩個通道的第一程控衰減器和第二程控衰減器分別進(jìn)行校準(zhǔn)，軟件自動記錄每1db變化的情況下，程控衰減器對應(yīng)的相位變化，該步驟在設(shè)備狀態(tài)不便的情況下校準(zhǔn)一次；

步驟三，鏈路初始狀態(tài)相位和幅度測量，在角誤差發(fā)生器使用之前進(jìn)行初始狀態(tài)相位和幅度測量，軟件自動記錄初始狀態(tài)相位和幅度值；

步驟四，將測試電纜連接至衛(wèi)星中繼用戶終端，使用控制軟件設(shè)置第一通道、第二通道的輸出幅度值，第一通道、第二通道的相位差設(shè)置值為輸出到衛(wèi)星中繼用戶終端處的和差信號的幅度值和相位差值。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明能夠提供兩路自定義相位差的信號供中繼天線跟蹤測試，該系統(tǒng)具備自檢能力，且和差信號采用反饋環(huán)路，使得輸出信號更加精確穩(wěn)定，保證了衛(wèi)星測試的安全性和有效性，解決了以往地面測試信號單一且不穩(wěn)定的問題；實現(xiàn)了為衛(wèi)星中繼用戶終端跟蹤測試提供高精度的信標(biāo)和差信號；所公開的措施方法對各種型號衛(wèi)星中繼跟蹤地面測試具有一定的通用性，可應(yīng)用于所有具有中繼跟蹤功能的衛(wèi)星地面測試，能夠提高地面測試能力，顯著提升中繼跟蹤子系統(tǒng)的測試效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框架圖。

圖2為本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，本發(fā)明高精度衛(wèi)星中繼天線跟蹤功能測試系統(tǒng)包括：

角誤差控制器，用于安裝角誤差控制軟件，通過網(wǎng)絡(luò)控制信號源、信號發(fā)生器衰減箱、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)備參數(shù)設(shè)置，同時記錄各個設(shè)備的參數(shù)值，并進(jìn)行計算，來實現(xiàn)幅度和相位的和差信號；向軟件輸入和差信號的頻點、幅度、相位差參數(shù)，系統(tǒng)自動輸出高精度中繼信標(biāo)信號；

信號源，用于產(chǎn)生中繼信標(biāo)信號源，一路固定頻點的單載波信號與信號發(fā)生器衰減箱內(nèi)部的功分器輸入端連接，與角誤差控制器網(wǎng)絡(luò)連接，并受角誤差控制器控制輸出相應(yīng)頻率和幅度的信號；

信號發(fā)生器衰減箱，用于處理信號源輸出的初始信號，對其進(jìn)行相位偏移、幅度調(diào)節(jié)，內(nèi)部包含功分器、移相器(1路)、第一程控衰減器(2路)、第二程控衰減器(2路)、耦合器(2路)；移相器通過gpib(通用接口總線)網(wǎng)關(guān)受角誤差控制器控制、第一程控衰減器和第二程控衰減器直接通過網(wǎng)絡(luò)受角誤差控制器控制；移相器對輸入信號進(jìn)行相位偏移，相位偏移量通過軟件控制，程控衰減器對輸入信號進(jìn)行幅度衰減，衰減量通過軟件控制；

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，用于接收和差信號的耦合信號，監(jiān)視和差信號的相位差和幅度差，將參數(shù)反饋給角誤差控制器；由于信號發(fā)生器衰減箱的第二程控衰減器的相位值提前自檢預(yù)知，故矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀接收到的耦合信號相位值和幅度值與實際輸出到衛(wèi)星中繼用戶終端和差信號的相位值和幅度值為線性關(guān)系；通過控制軟件去控制信號發(fā)生器衰減箱的移相器和衰減器的輸出值，來實現(xiàn)和差信號。

如圖2所示，本發(fā)明高精度衛(wèi)星中繼天線跟蹤功能測試系統(tǒng)的測試方法包括以下步驟：

步驟一，中繼和差信號測試電纜的校準(zhǔn)，為了確保和差輸出信號精確無誤，測試連接衛(wèi)星中繼分系統(tǒng)單機(jī)的兩個射頻電纜的幅度差和相位差，并將該參數(shù)輸入到角誤差控制軟件中，提高和差信號的輸出精度，該步驟在電纜鋪設(shè)狀態(tài)不變的情況下校準(zhǔn)一次；

步驟二，信號發(fā)生器衰減箱內(nèi)程控衰減器校準(zhǔn)，為了保證輸出信號相位的高精度，對兩個通道的第一程控衰減器和第二程控衰減器分別進(jìn)行校準(zhǔn)，軟件自動記錄每1db(分貝)變化的情況下，程控衰減器對應(yīng)的相位變化，該步驟在設(shè)備狀態(tài)不便的情況下校準(zhǔn)一次；

步驟三，鏈路初始狀態(tài)相位和幅度測量，在角誤差發(fā)生器使用之前進(jìn)行初始狀態(tài)相位和幅度測量，軟件自動記錄初始狀態(tài)相位和幅度值；

步驟四，將測試電纜連接至衛(wèi)星中繼用戶終端，使用控制軟件設(shè)置第一通道、第二通道的輸出幅度值，第一通道、第二通道的相位差設(shè)置值為輸出到衛(wèi)星中繼用戶終端處的和差信號的幅度值和相位差值。

在測試過程中，利用信號源、信號發(fā)生器衰減箱模擬產(chǎn)生中繼信標(biāo)和、差信號，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀計算出兩路信號相位的實際相位差值并反饋給控制軟件，控制軟件控制儀器裝置系統(tǒng)自檢、移相器、可調(diào)衰減器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，最終達(dá)到裝置輸出穩(wěn)定可靠的兩路具有一定相位差的信號。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。