【编者按】：网学网工科论文为您提供 卫星通信地球站电磁环境测试方法研究 参考，解决您在 卫星通信地球站电磁环境测试方法研究 学习中工作中的难题，参考学习。
1 引言电磁干扰测试是卫星通信地球站建设过程中必不可少的步骤,是卫星通信地球站正常运行的保证。卫星通信地球站电磁干扰测试需要针对拟建站的主要工作参数性能,确定干扰源的干扰允许值。通过搭建满足灵敏度要求的测试系统,测量干扰情况,并对测量得到的数据进行分析,确定是否存在干扰,为站址选择提供支持。
2 拟建地球站基本信息在进行电磁环境测试之前,首先要掌握拟建站的主要技术特性。本文以C波段为例进行阐述。设地球站工作抛物面天线口径为5m,上行频率/下行频率分别为6GHz/4GHz,重点考察下行频率。传输速率为4.8Kbps~512Kbps,天线噪声温度 50K,接收系统等效噪声温度130K。此外,还要掌握拟建站的地形地貌信息,如地球站天线的工作仰角应不低于规定的管形波束保护角(C波段 5°, Ku波段 10°)等。
2.1 天线增益计算地球站天线的方向性图应根据实测的方向图求得各方向的天线增益。在没有实测方向性图时,依据“GB13615-92地球站电磁环境保护要求”,按照公式计算出大口径天线(直径与波长之比不小于100时)在被干扰方向上的增益。如果天线直径与波长之比小于100的地球站, 也应采用实际测得的天线方向性图。在无实测资料时,天线在被干扰方向上的增益亦应按公式计算。文中讨论的就属于小口径天线的情况,应 按下式计算: G(φ)=Gmax-2.5×10-3Dλφ20 φ<φm G(φ)=G1φm φ<100λD G(φ)=52-10lgDλ-25lgφ100λD φ<48° G(φ)=10-10lgDλ48° φ<180° G1=2+15lgDλ φm=20λDGmax-G1 其中Gmax为天线主瓣增益,单位dB;D为天线直径,单位m;λ为工作波长,单位m。文中天线直径为5m,工作频率为4GHz,视为小口径天线,依据上式可以得到抛物面天线增益如表1所示。表1 C频段天线口径为5m时的天线增益偏离主波束角度(°) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 >48 天线增益(dB) 45 16.29 8.76 4.35 1.23 -1.19 -3.17 -4.84 -6.29 -8.24 天线增益下降(dB) 0 28.71 36.24 40.65 43.77 46.19 48.17 49.84 51.29 53.24
2.2 天线指向角计算设地球站地理位置经度为φ,纬度为θ,同步卫星定点经度为φ1,地球半径r=6378km,卫星同步轨道半径R=42218km,则天线方向角A、仰角E 为: A=180°+arctantan(φ-φ1)sinθ E=arctancos(φ-φ1)cosθ-r/R 1-[cos(φ-φ1)cosθ]2 式中规定:方位正北为0°,顺时针增加;仰角水平为0°,上升时增加。除了利用上面的公式代入进行计算之外,工程中可以利用一些天线指向计算器软件直接进行计算,简单方便。此外,一般还应考虑磁偏角的影响。磁偏角是指磁针静止时,所指的北方与真正北方的夹角。根据规定,磁针指北极N向东偏则磁偏角为正,向西偏则磁偏角为负。真方位角等于磁方位角加上磁偏角。
3 电磁干扰测试系统 测试系统组成测试系统由C频段喇叭天线、C频段低噪声放大器(LNA)、频谱分析仪、微波传输线等组成[2]。 C频段测试系统组成框图如图1所示,测试设备参数均满足“GB13615-92地球站电磁环境保护要求” 及“GB6113测试仪表需满足的条件”。测试仪表主要技术参数选用某型号C波段喇叭天线,频率范围为 3.2~5.0GHz,典型增益为20dBi,典型噪声温度为 160K,接口为BJ-40波导。选用某型号C频段低噪声放大器频率范围为3.4 ~4.2GHz,典型增益为60dB,典型噪声温度为40K。选用的频谱分析仪除了工作频率范围要满足图1 测试系统组成框图要求之外,在2~5.8GHz频率范围内其灵敏度要小于-102dBm/10kHz。微波传输线损耗为4dB,此外勘测中还使用了经纬仪、激光测距仪、皮尺、罗盘等工具。
