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动中通卫星通信系统天线跟踪精度检测方法

来源:http://myeducs.cn 联系QQ:点击这里给我发消息 作者: 用户投稿 来源: 网络 发布时间: 14/06/28

本文主要为广大网友提供“ 动中通卫星通信系统天线跟踪精度检测方法 ”,希望对需要 动中通卫星通信系统天线跟踪精度检测方法 网友有所帮助,学习一下!

     航天科技在当前卫星应急通信领域中,“动中通”卫星通信系统在公安、武警、消防、气象等部门得到了广泛的应用。所谓动中通卫星通信系统是指载体(例如汽车、火车、飞机、轮船等)在高速运动过程中实现与卫星的实时通信的系统。本系统中所述及的卫星是指定点卫星(即同步轨道卫星)。由于同步卫星距地面距离很远(约4万公里),要实现多媒体通信,必须采用高增益定向天线。这种天线波束宽度很窄,要保证移动载体正常的不间断的与卫星通信,必须使其天线波束始终准确的对准卫星。

    影响动中通卫星通信系统性能的主要指标便是其天线在运动中保持对卫星能够实现精确跟踪的跟踪精度,通常动中通卫星通信系统的天线必须对其方位、俯仰和极化三个轴同时进行精密跟踪控制,才能保证卫星通信在运动过程中始终正常运行。对于目前大多数车载动中通系统来讲,其天线的口径约0.7~1.2m,其下行频率3dB波束宽度只有2.4°~1.4°,(上行频率更窄,只有1.2°~2.1°)所要求的跟踪精度只有0.1°~0.5°。显然,这样高的跟踪精度对跟踪系统的要求是很高的,由于跟踪精度是随时间不断的迅速变化,用何种方式、何种设备测量此跟踪精度也成为一个主要的问题。因此,设计了这样一种方法,通过对测量得到的卫星信号电平变化的统计分析,来计算得到天线的跟踪精度。

     一.测试原理1.当天线口径尺寸和使用频率确定后,卫星通信天线的波束宽度便确定。天线对准卫星时,接收到的信号电平最强。(如果该天线用做发射时,其从卫星收到的信号电平(或发射至卫星上的信号电平)会降低。可以根据接收到的信号电平的变化来确定天线对准(或偏离)的情况。有如下近似公式式中,是接收到的信号电平与对准时收到的信号电平值(功率)差。即是天线偏离最大值方向的角度。是该天线-3dB波束宽度。举例,若已知该被测天线-3dB波束宽度为2°,若测量得到此时接收信号电平跌落-0.6dB;根据(1)式,可计算此时天线偏离最大方向约0.22°2.利用高灵敏度接收机和工控机可将载体运动过程中天线接收(或发射)的信号电平变化情况记录下来,将记录数据进行统计分析,便可得到其最大信号电平,平均信号电平及其均方根值。据此,可计算出天线平均跟踪精度及均方根跟踪精度。

     二.原理框图及测试方法测试系统原理框图测试方法(天线在接收状态下测量)驱动天线伺服跟踪系统,天线对准卫星调节接收机的工作频率,对准所用卫星的信标工控机开始工作载体按预定的条件开始运动,工控机显示屏上可见信号电平起伏变化载体运动结束操作工控机相关按钮,显示屏上可以得到所测试的平均跟踪精度,均方根跟踪精度等数据;接入打印机,可以打印输出相关结果三.应用举例用该系统对某一个0.9m口径的车载动中通天线进行跟踪精度测量,该车辆分别在平直路面和颠簸路面两种情况下进行实际测试。实际测试得到两组数据,分别记录如下:在平直路面的信号电平跌落值的变化及其统计结果分析平均值-64.767dBm最大值-64.4dBm标准方差:0.125dBm2.在颠簸路面的信号电平跌落值的变化及其统计结果分析平均值-65.396dBm 最大值-64.4dBm标准方差0.579dBm四.总结该测试方法成本低,测量结果准确直观,方便进行后期处理分析,对于“动中通”及类似的自跟踪天线系统,是一种很好的测试方法。

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