卫星地球站接收链路性能测试

1、卫星地球站接收链路性能测试目 次1 概述31.1 主要内容与适用范围31.2 测试项目32 引用标准33 术语与缩略语44 测量一般要求44.1 测量条件44.2 测量注意事项55 卫星地球站接收链路测试55.1 简述55.2 测试链路模型55.3 工作频率范围检查65.4 天线口面精度测试65.5 天线同极化接收方向图85.6 天线接收交叉极化方向图和隔离度的测量105.7 接收G/T值125.8 天线接收增益155.9 接收系统噪声温度175.10 功率和频率稳定度205.11 接收链路电平分配与调整215.12 链路增益和频率响应测试235.13 相位噪声245.14 等值线法测量交叉极

2、化隔离度265.15 伺服跟踪性能的测量275.16 变频器325.17 设备工况检查355.18 天线驱动、控制方式和功能检查365.19 开关矩阵端口间隔离度365.20 开关矩阵端口回波损耗386 时间频率统一系统测试396.1 时间信号测试396.2 频率信号测试427 卫星地面站电磁环境测试537.1 测试目的537.2 卫星地球站建站允许干扰条件及有关参数537.3 测试系统组成537.4 测量步骤54附录A 测试结果记录表格55附录B 射电星法测G/T值的修正因子57附录C 地面站周围电磁环境干扰测量记录表611 概述1.1 主要内容与适用范围本文描述卫星通信地球站接收链路各项性

3、能参数的通用测试方法，以及地球站周围电磁环境的测量方法。1.2 测试项目卫星通信地球站测试项目包括：（1） 各设备工况检查；（2） 工作频率范围；（3） 天线驱动、控制方式和功能检查；（4） 天线跟踪指向精度；（5） 天线口面精度；（6） 天线接收方向图；（7） 接收系统噪声温度；（8） 接收G/T值；（9） 天线极化隔离度；（10） 接收链路增益与幅频响应特性；（11） 接收链路隔离度检查；（12） 接收支路增益稳定度；（13） 时统设备配置情况检查；（14） 时频设备性能测试；（15） 频谱感知设备的接收信号灵敏度；（16） 开关矩阵的端口回波损耗与隔离度；（17） 变频器性能。2 引用标

4、准（1）GB 11299.6卫星通信地球站无线电设备测量方法第二部分（2）GB 11299.12卫星通信地球站无线电设备测量方法第三部分（3）INTELSAT SSOG 210Earth Station Verification Tests（4） INTELSAT IESS 308 PERFORMANCE CHARACTERISTICS FOR INTERMEDIATE DATA RATE DIGITAL CARRIERS USING CONVOLUTIONAL ENCODING/VITERBI ENCODING AND QPSK MODULATION（QPSK/IDR） （5）INTELSA

5、T IESS 309 PERFORMANCE CHARACTERISTICS FOR INTELSAT BUSINESS SERVICES（IBS） （6）INTELSAT IESS 208 ANTENNA AND WIDEBAND RF PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF Ku-BAND EARTH STATIONS ACCESSING THE INTELSAT SPACE SEGMENT FOR STANDARD SERVICES （7）INTELSAT IESS 207 ANTENNA AND WIDEBAND RF PERFORMANCE CHARACTERI

6、STICS OF C-BAND EARTH STATIONS ACCESSING THE INTELSAT SPACE SEGMENT （8）GB 11443.111443.489国内卫星通信地球站总技术要求（9）GB 1240190国内卫星通信地球站天线（含馈源网络）和伺服系统设备技术要求（10）GB 11444.111444.389国内卫星通信地球站发射、接收和地面通信设备技术要求3 术语与缩略语EIRP：Equivalent Isotropically Radiated Power，有效全向辐射功率；G/T：GaintoNoise Temprature，地球站的接收品质因数，即接收天线增

7、益与系统噪声温度的比值；ODU：OutDoor Unit，室外单元；HPA：High Power Amplifier，高功率放大器，简称高功放；LNA：Low Noise Amplifier，低噪声放大器，简称低噪放；IDU：InDoor Unit，室内单元；地球站、卫通站：卫星通信地球站的简称；Eb/No：每比特能量与噪声功率谱密度的比值；FEC：Forward Error Correction，前向纠错4 测量一般要求4.1 测量条件4.1.1 环境条件 若无特殊要求，测量应在正常试验的标准大气压条件下进行。 温度 1535C 相对湿度 20%80% 气压 86106KPa4.1.2 电源

8、条件 用于被测设备的电源电压、频率、波形及阻抗应符合被测设备详细规范的规定。4.1.3 测量仪器条件 测量用仪器应事先经有关计量部门检定合格，并在检定有效期内使用；自制仪器及设备，也应经检定。使用仪器的精度不应低于试验条件允许误差的三分之一。表4.1测量所用仪器仪表列表仪器名称型号序列号有效期信号源频谱仪功率计经纬仪常温负载冷负载温度计计算机打印机4.2 测量注意事项（1） 在测量中，各种调整装置应保持不变（规定调整的装置除外），设备内部的部件、器件不得变动安装位置。（2） 除测量信号外，在测量频带内不应有其它信号或杂散信号存在，以防止产生测量误差。5 卫星地球站接收链路测试5.1 简述当新建

9、或改建一个地球站时，必须通过测试检验地球站的性能，验证其满足无线电管理的要求，工作后不会对空间以及其他系统造成干扰。因此，所有卫星通信地球站必须满足一定的技术要求才能在卫星通信网内使用。5.2 测试链路模型地球站的链路模型如图5-1所示。在此我们只对地球站的接收链路进行测试。调制器或信道单元天线馈线上变频器高功放发射站链路模型天线下变频器低噪放解调器或信道单元接收站链路模型图5-1开通测试链路模型5.3 工作频率范围检查5.3.1 目的验证设备或链路的工作频率范围。5.3.2 测试仪器频谱仪5.3.3 检查方法通过扫描接收链路或设备的噪声谱测量设备或链路的工作频率范围。5.3.4 检查记录表5

10、-1 链路设备工作频率范围检查设备名称标称输入范围标称输出范围输入频率范围输出频率范围检查结果评价检查者检查日期5.4 天线口面精度测试5.4.1 测试目的验证天线主反射面是否因长期使用出现变形、松动、位移等，进而影响天线主反射面精度。5.4.2 测试仪器经纬仪；5.4.3 测试原理框图测试原理如图5-2所示：图5-2 天线主面精度测试原理图5.4.4 测试步骤（1）安装固定经纬仪，调整高度与中心体平齐。（2）测量点选择每个面板的四个角，然后根据R、Z，计算理论仰角。（3）经纬仪指向第一个测量点的理论位置，第一个测量点的真正仰角用于计算角度差(i)。（4）对每个测量点重复步骤（3）的操作过程；

11、（5）按照公式计算主反射面表面公差。注：上述工作应该在常温（恒温）条件下进行（即在夜间或者多云的天气条件下）。5.4.4.1 计算公式 (=206265) (n=320) 反射面调整后的误差：(RMS)5.4.4.2 测试结果 测试结果见表5-2.表5-2: 主反射面表面精度测试结果指标数据表格结论0.7mm(RMS)5.5 天线同极化接收方向图5.5.1 测试目的验证接收天线的方向图特性是否满足技术要求。5.5.2 性能目标 第一旁瓣小于-14dBi 旁瓣峰值90%满足如下包络线，超标量小于3dB，满ITU_R.S580-5规定29-25lg(q) dBi （1q20）-3.5dBi （20

12、q26.3）32-25lg(q) dBi （26.3q48） -10dBi （48q）5.5.3 参试设备信号源、频谱仪、计算机、打印机5.5.4 测试组成图如图5-3所示，为用卫星信标法测量天线接收方向图的原理图。待测站卫星伺服控制单元LNA频谱仪计算机打印机 图5-3 天线接收方向图测量框图5.5.5 测试流程步骤天线同极化接收方向图的测试步骤如下:（1）被测站按照谷值或峰值法对线极化馈源进行调整,使其到最佳位置。（2）利用信标使被测天线对准卫星，锁定方位角和俯仰角。（3）天线同极化接收方向图既可以利用信标进行测试测试，也可以由辅助站发射一个未调载波作为测试信号源。（4）被站设置频谱仪状态

13、：Span=0Hz, RBW=1K, VBW=10Hz, SweepTime=被测天线转动角/天线转速。单触发方式。（5）被测站释放天线俯仰，从中心向下转动天线仰角30，然后向上转动天线的同时触发频谱仪扫描开始（此点的准确同步直接影响测试结果），天线向上转动经过峰值之上30，频谱仪停止扫描。频谱仪在天线同极化端口接收并记录天线俯仰窄角同极化方向图。（6）被测站天线返回波束中心锁定俯仰角。（7）释放方位角, 反时针转动天线方位角，实际方位角根据公式(4.4-14)进行修正，然后顺时针转动天线的同时触发频谱仪扫描开始（此点的准确同步直接影响测试结果），天线经过峰值到达顺时针所修正的方位角，频谱仪停

14、止扫描。频谱仪在天线同极化端口接收并记录天线方位窄角同极化方向图。天线返回波束中心并锁定方位。（8）同理，测量天线的宽角接收方向图。5.5.6 测试结果记录表5-3: 第一旁瓣接收方向图使用卫星转发器极化方位角(deg)测试辅助站俯仰角(deg)时间被测站极化方式频率(GHz)方位俯仰图表 结论（RHCP）（LVP）Az: El: Az: El: Az: El: （LHCP）（LHP）Az: El: Az: El: Az: El: 表5-4 远旁瓣接收方向图使用卫星转发器极化方位角(deg)测试辅助站俯仰角(deg)时间被测站极化方式频率(GHz)方位俯仰（RHCP）（LVP）（LHCP）（L

15、HP）5.6 天线接收交叉极化方向图和隔离度的测量5.6.1 测量目的验证交叉计划隔离度是否满足指标要求，以防止受到反极化信号的干扰。5.6.2 测量指标对于圆极化，交叉极化隔离度大于30.7dB，对应轴比0.5dB。对于线计划在1dB 波束等值线内，在整个规定频带内，线极化隔离度均不应低于33dB。在波束中心，在整个规定频带内，线极化隔离度均大于35dB5.6.3 测量原理图天线接收交叉极化隔离度测量原理图同图5-3。5.6.4 测量方法和步骤（1）利用卫星信标，使待测站天线的波束中心对准卫星，调整待测天线极化与卫星极化匹配，此时频谱仪接收信标信号电平最大；（2）固定天线俯仰角，将天线方位逆

16、时针旋转，偏离中心-qo(q角度由技术要求或频段的不同来确定)；（3）注意开始和结束的口令，使天线通过中心，顺时针旋转至+qo 的位置，天线回到中心；（4）固定天线方位角，将天线向下转动，偏离中心-q o；（5）注意开始和结束的口令，使天线从下向上转，并通过波束中心，移动至+qo 的 位置，然而将天线回到中心；（6）第2)步至5)步的测量可获得天线方位和俯仰的近旁瓣方向图。然后将待测天线波束中重新对准卫星，将待测天线极化调整成与卫星极化相反 ,此时频谱仪所接收的交叉极化分量为最小。重复第2)步至5)步，同理可测量天线接收的方位和俯仰的近旁瓣交叉极化方向图；（7）由测量的主极化和交叉极化方向图，

17、处理测量数据，可获得天线接收交叉极化隔离度。5.6.5 测试结果 表5-5 天线接收交叉极化隔离度测试结果测试频率测试附图极化隔离度（dB）5.7 接收G/T值5.7.1 测试目的G/T值是衡量地球站接收系统性能好坏的重要指标，通过G/T值的测量，验证被测地球站是否满足任务要求。G/T值的测试通常有频谱仪法和射电星法，也可以分别测量接收增益和噪声带宽，按公式计算得到。5.7.2 频谱仪法测试步骤频谱仪法直接测量G/T值是在辅助站的协助下利用频谱分析仪直接测量G/T值，它是一种比较简便的测量方法，适用于无法用射电星法测量G/T值的地球站。频谱仪法测试流程如下：（1）被测站利用卫星信标对准卫星。（

18、2）辅助站按照测试计划规定的频率、极化和EIRP值发射一个未调载波，并测量出该载波的卫星输出EIRPs值。（3）被测站接收测试载波，通过使用频谱仪的“光标峰值”和“峰值中心”的功能键，将被测载波放置在频谱仪中心。设置频谱仪扫描带宽为0（SPAN=0Hz），分辨率带宽到1KHz（RBW=1kHz），调节频谱分析仪的输入步进衰减器使测试信号峰值在显示器合适的参考电平上，调节视频带宽滤除不必要的测量噪声，记录步进衰减器的设置。（4）在方位上转动被测站的天线至少50，以确保收不到卫星信号。（5）调节频谱分析仪的步进衰减器，使接收的噪声电平位于与步骤（3）相同的显示器参考电平上，记录步进衰减器的设置。（

19、6）移去和再连接上频谱分析仪的输入电缆，验证步骤（5）的显示高于频谱分析仪基底噪声电平至少20dB。（7）计算步骤（3）和步骤（5）步进衰减器设置之差，该值即为（C+N）/N。由该值按下式计算C/N值。 （8）由以下公式计算C/N0 。C/N0 C/N 2.5 10log（NBW） 其中： NBW：频谱分析仪等效噪声带宽，单位Hz，通常为频谱分析仪3dB点分辨率带宽的1.2倍。2.5为附加的修正因子，补偿频谱分析仪在以对数模式测量噪声时对数整形滤波对噪声电平RMS真实值的影响。（9）按照下式计算G/T值。G/T = C/N0 228.6 EIRPs + Ld A 其中，Ld为下行路径损耗，A为

20、地理增益。以上公式的单位均为dB。5.7.3 射电星法测试步骤射电星法是利用射电星直接测量G/T值的方法，其测量精度高。对于大型天线的G/T值测量，应首选射电星法。射电星法测试流程如下：（1）被测站对准所选用的射电星，微调方位和俯仰，使接收机输出功率最大。（2）记录此时接收机中（或外加的）精密可变衰减器的衰减值。（3）转动被测站的天线移出射电星并对向冷空，确保收不到其他星源的信号。（4）调节衰减器的衰减值，使接收机输出功率的读数与（1）中相同。（5）计算步骤（4）和（2）中的衰减器差值，即Y因子。（6）按照下式计算G/T值： 式中，k为波尔兹曼常数，k1.3810-23 (J/K)。f(f)为

21、射电星在测试频率f上的辐射通量密度，l为波长。为有效采用射电星法测量G/T值，INTELSAT的SSOG210和CCIR报告3905推荐的最适合用于天线G/T值测试的射电星有仙后座A，天鹅座A，金牛座A。这三种射电星的通量密度如下。仙后座A的通量密度： W/(m2 Hz) 其中，f表示在1GHz至16GHz之间的频率。金牛座A的通量密度： W/(m2 Hz) 其中，f表示在1GHz至16GHz之间的频率。天鹅座A的通量密度： W/(m2 Hz) 其中，f表示在2GHz至16GHz之间的频率。（7）修正G/T值：考虑到大气层的衰减，射电星并非一个点源，射电星的辐射通量密度随时间的变化，以及极化影

22、响等诸多因素，需要对步骤（6）中给出的计算公式进行修正。G/Tm = G/T + C1 + C2 + C3 + C4 其中，C1为考虑大气吸收后的修正系数；C2为考虑到射电星不是一个点源，它是与射电源角径有关的修正系数；C3为考虑到射电星的通量密度随时间变化的修正系数；C4为考虑到射电星的通量密度随频率变化的修正系数。修正因子的取值见附录B。5.7.4 测试结果记录表格 表5-6 系统G/T测试 射电星天气条件测试起始时间天线极化频率(GHz)Azstar (deg.)Elstar (deg.)Pstar(dB)Psky(dB)Y因子(dB)Y因子（平均）G/T(dB/K)结论5.8 天线接收

23、增益5.8.1 测试目的测试天线增益是为了了解天线系统对空间卫星信号的放大能力,验证天线多年工作后是否仍满足增益指标要求。5.8.2 测试仪器频谱仪5.8.3 性能指标 Gr G0 +20log(f(GHz)/4) (dBi)5.8.4 链路计算法链路计算法测天线接收增益的步骤如下:（1）辅助站在分配的测试频点、极化和EIRP值发射一个未调单载波。（2）由辅助站或已校准的接收站或配置有CSM系统的接收站测量载波的卫星EIRP值。（3）在被测站测量以LNA输入端为参考点的接收载波功率。注意，以LNA输入端为参考点要求LNA在测试频点的增益已知。（4）按照下式计算天线接收增益：接收增益LNA输入端

24、接收功率地理增益修正路径损耗卫星EIRP5.8.5 方向图波束宽度法方向图波束宽度法测天线接收增益的步骤如下:（1）被测站天线指向卫星，接收卫星信标信号，并使接收电平最大。锁定方位和俯仰。（2）辅助站在分配的测试频点、极化和EIRP值发射一个未调单载波。也可以使用卫星信标做为载波执行本项测试。（3）释放方位锁紧，逆时针方向慢慢移动天线，直到接收信号电平低于波束中心点3dB。记录此时偏离中心波束的方位角，然后继续移动天线直到接收信号电平低于波束中心点10dB。再次记录此时的偏离中心波束的方位角。重新将天线指向波束中心，锁定方位和俯仰轴。（4）顺时针方向重复步骤（3）。（5）释放俯仰锁紧，慢慢向上

25、移动天线，直到接收信号电平低于波束中心点3dB。记录此时偏离中心的俯仰角，然后继续向上移动天线直到接收信号电平低于波束中心点10dB。再次记录此时的偏离中心的俯仰角。重新将天线指向波束中心，锁定方位和俯仰轴。（6）向下移动天线重复步骤（5）。（7）采用丝杠类型的天线，必须对记录的方位角进行修正。修正公式如下： 其中，AZ为从轴角编码器读出的修正后的方位角，AZ为记录的方位角，EL为被测地面站仰角。（8）对于所有可用的发射频率，重复步骤（3）到（7）。（9）从以上测试得到的数据，并用校正的方位角（AZ）确定天线方位和俯仰方向图的3dB和10dB波束宽度。（10）按照下面的公式计算天线接收增益：

26、式中：AZ3 方位3dB波束宽度(度)；EL3 俯仰3dB波束宽度(度)；AZ10 方位10dB波束宽度(度)；EL10 俯仰10dB波束宽度(度)；G 待测天线增益(dBi)；Lf 主反射面的精度误差导致的天线增益损失。可由下式求得：Lf = 685.81 e 2 / l2 (dB)式中：e 反射面的公差(cm)；l 工作波长(cm). l=30/f，f为工作频率，单位为GHz；La 馈源插入损耗(dB)。5.8.6 测量结果表5-7 天线接收增益测试记录卫星名称转发器极化方位角度测试辅助站俯仰角度测试时间被测站极化频率3dB10dB3dB10dB附图增益 结论（RHCP）（VLP）（LHC

27、P）（HLP）5.9 接收系统噪声温度5.9.1 测试目的评估验证接收系统的噪声温度，检验系统本身的噪声特性。接收系统噪声温度主要取决于天线噪声温度、馈线的损耗及低噪声放大器的噪声温度。5.9.2 测试仪器冷负载、常温负载、可调衰减器、功率计或者频谱仪、温度计5.9.3 天线噪声温度测试5.9.3.1 天线噪温测试框图天线噪声温度测量使用Y因子法，测试链路组成如图5-4所示。TLNATanTo频谱仪LNA常温负载温度计待测天线图5-4 天线噪声温度测试框图5.9.3.2 测量方法和步骤：（1） 按上图联接好测试系统，使测试系统工作正常，将待测天线转动到需要测量的俯仰角上；（2） 将LNA连接到

28、常温负载上，调整好频谱仪的工作状态，记录此时频谱仪测量的噪声功率P1(dBm)；（3） 在测试条件相同情况下，将LNA连接到待测天线上，记录此时频谱仪测量的噪声功率P2(dBm)；（4） 由测量的P1和P2，可得到测量的Y因子为：Y =P1-P2(dB) 其真值为：Y = 10Y/10 （5） 由测量的Y因子，已知则天馈系统的噪声温度Tan为： 式中：T0 常温负载的噪声温度（K）；TLNA 低噪声放大器的噪声温度（K）；Tan 天馈系统的噪声温度（K）。5.9.3.3 测试结果表5-8 天线噪声温度测试结果方位角度天气状况俯仰角度测试时间被测试站极化状态频率(GHz)P1(dB)P2(dB)

29、Yfactor(dB)T0()Tsys(K)Tant(K)结论（RHCP）（VLP）（LHCP）（HLP）5.9.4 低噪声放大器噪声温度测试5.9.4.1 测试原理框图 低噪放的噪声温度测量使用Y因子法，测试链路组成如图5-5所示。功率计被测LNA精密可变衰减器冷负载（Tc）热负载（Th）图5-5低噪声放大器等效输入噪声温度测试原理框图5.9.4.2 测试步骤 低噪放的等效输入噪声温度的测试步骤如下：（1） 按照图5-5连接测试系统。（2） 被测低噪放输入端先接冷负载，冷负载的噪声温度为Tc（单位K）。（3） 调整精密可变衰减器的衰减值，使功率计显示一合适值（在最佳的测量范围内）。记录此时衰

30、减器的衰减为A1。（4） 被测低噪放输入端再接热负载，热负载的噪声温度为Th（单位K）。（5） 再调整精密可变衰减器的衰减值，使功率计显示的值与第（3）步的功率计显示值相同。记录此时衰减器的衰减为A2。（6） 计算Y因子： Y A2 A1。并将dB单位转换成比值单位。（7） 计算低噪放的等效输入噪声温度：TLNA （Th YTc）/（Y1）5.9.4.3 测试结果记录表5-9 低噪声放大器噪声温度测试结果低噪声放大器频率(GHz)A1(dB)A2(dB)Y(dB)Tc(K)Th(K)TLNA(K)结论LNA1LNA25.10 功率和频率稳定度5.10.1 测试目的检查接收链路的增益和频率稳定性

31、，需要进行连续24小时的测试。被测站在整个测试期间要有人值守。 5.10.2 性能指标1dB/24小时5.10.3 测试仪器信号源、频谱仪5.10.4 测试原理框图测试的原理框图如图5-6所示。图5-6 下行链路系统测试框图5.10.5 测试方法和步骤1) 如图5-6连接测试设备。2) 设置信号源输出信号的频率和功率，并保持不变。3) 在下变频器的输出端用频谱仪读取并记录接收到的信号功率数值。4) 在24小时内间隔30分钟重复记录频谱仪收到信号的功率读数，或者采用计算机自动读取并记录频谱仪收到信号的功率数值。5) 根据记录到的信号功率变化，计算功率稳定度。5.10.6 测试结果记录 表 5-1

32、0 接收链路增益稳定性测试结果测试链路测试频率功率稳定度(dB/24h)5.11 接收链路电平分配与调整5.11.1 测试目的确定工作状态条件下的各点电平、设备的参数设置和链路连接电缆的损耗。5.11.2 性能目标（1）各点工作电平满足设备的输入输出范围；（2）各设备具有调整余量约10dB。5.11.3 参试设备 （1）功率计或频谱仪。5.11.4 测试组成图系统电平调整包括上行发射支路的电平调整和下行接收支路的电平调整。上行发射支路和下行接收支路的电平分配模型见图5-7和5-8。HPA调制器D天线HPAU/CAU/CBCEF图5-7上行发射支路电平分配模型LNA解调器G天线LNAD/CJD/

33、CIH图5-8 下行接收支路电平分配模型5.11.5 测试流程系统电平调整方法是，在系统的输入端送入一个未调制载波作为测试信号，用功率计或频谱仪在各监测点测量信号电平值，并进行调整，使其达到规定数值。上行发射支路电平调整测试步骤如下：（1） 按照电平分配模型图5-8连接系统。（2） 将天线指向冷空，或者功放输出接至负载。（3） 首先应测量连接点之间的几段电缆（包括AB、CD和EF）的损耗。（4） 将功率计或频谱仪接至调制器输出，调制器发出一未调制载波，调整发射电平为一适当值（满足上变频器的输入电平要求）。（5） 使用功率计或频谱仪依次测量上行发射支路中的A、B、C、D、E、F各点的电平，其中E

34、点和F点的测量需要使用耦合器进行测试。根据各设备的电平范围要求和链路预算所确定的各点电平规定值，调整上变频器和高功放的增益或者更换连接电缆，使各点电平满足规定值。（6） 电平调整过程中应保证各设备还具有一定程度的调整能力，即设备调整余量在10dB以上。例如，调制器的中频输出设置在输出电平范围内的中间电平附近为宜。（7） 记录各点分配的电平值和设备（包括测试点之间的链路）的增益或衰减。下行接收支路电平调整测试步骤如下：（1） 按照电平分配模型图5-8连接系统。（2） 将天线对准卫星，接收该卫星的信标信号。或者用信号源在低噪放的前端注入信号。（3） 使用功率计或频谱仪依次测量下行接收支路中的G、H

35、、I、J各点的电平，根据卫星厂商提供的信标输出EIRP值，计算各段链路的增益或损耗值，调整下变频器的增益或者链路的连接电缆，使各点电平满足规定值。（4） 记录各点分配的电平值和设备（包括测试点之间的链路）的增益或衰减。记录表格见附录表A2 表A4。5.12 链路增益和频率响应测试5.12.1 测试目的此项测试是为了考察下行链路对小信号的放大能力，并且检查在工作频段内的系统的幅频响应特性。5.12.2 测试仪器扫频信号源、频谱仪5.12.3 技术指标频响：1dB（40MHz）5.12.4 测试连接框图下行链路测试连接框图见图5-9。 图5-9 下行链路系统测试框图5.12.5 测试方法和步骤1)

36、 按图5-9所示连接测试设备；2) 设置链路输入信号频率，电平设置为中强电平，设置变频器频率，在下变频器输出端用频谱仪读取并记录工作带内波动，计算波动峰-峰差值；3) 由链路的输入输出差值，扣除测试电缆损耗和注入耦合器的耦合度，计算可得链路的增益；4) 变更工作频率，重复上述测试；5) 改变链路配置，重复上述测试步骤。5.12.6 测试结果表5-11 链路增益、频响测试结果链路工作频点测试带宽输入信号电平输出信号电平链路增益链路频响5.13 相位噪声5.13.1 测试目的该项测试主要检查整个链路的相位噪声是否满足工作要求，其中主要是反映变频器的工作状态是否满足工作要求。5.13.2 测试仪器信

37、号源、频谱仪5.13.3 测试指标相位噪声的技术指标如下：-60dBc/Hz100Hz-80dBc/Hz1kHz-90dBc/Hz10kHz-95dBc/Hz100kHz-100dBc/Hz400kHz5.13.4 测试连接框图下行链路测试连接框图见图5-10。 图5-10 下行链路系统测试框图5.13.5 测试方法和步骤测试下行系统相位噪声时，由射频信号源发送一个未调制载波，经过场放，下变频器，在下变频器输出端口用频谱仪测量该未调制载波的噪声边带。（1） 按照图5-10所示连接测试系统。（2） 设置信号源发出一个未调制载波，频谱仪在下变频器输出口监视输出信号，调整信号源电平使其满足规定值。（

38、3） 置频谱仪中心频率，配合使用“光标峰值”和“光标中心”键，并调整参考电平，让载波的峰值点置于屏幕的顶线，调整分辨率带宽RBW为10Hz，扫描带宽SPAN为100 Hz，刻度为每格10dB，视频带宽为10Hz，扫描时间自动。（4） 再次配合使用“光标峰值”和“光标中心”键，将载波放置屏幕中心，然后用旋钮将光标移动到屏幕最右边，使用“光标中心”键及单次扫描，则可以得到载波单边带相位噪声频谱密度图。（5） 从载波单边带相位噪声频谱密度图上读噪声密度值与载波的差值。（6） 改变频谱仪的扫描宽度SPAN为100Hz、1kHz、10kHz、100kHz和1MHz，重复以上步骤（3）（5），得到不同频率

39、偏移下的相位噪声。5.13.6 测试结果表5-12 下行链路相位噪声测试记录链路配置测试频率指标要求测试值（dBc/Hz）结论链路1-60dBc/Hz100Hz-80dBc/Hz1kHz-90dBc/Hz10kHz-95dBc/Hz100kHz-100dBc/Hz400kHz链路2-60dBc/Hz100Hz-80dBc/Hz1kHz-90dBc/Hz10kHz-95dBc/Hz100kHz-100dBc/Hz400kHz链路3-60dBc/Hz100Hz-80dBc/Hz1kHz-90dBc/Hz10kHz-95dBc/Hz100kHz-100dBc/Hz400kHz5.14 等值线法测量交

40、叉极化隔离度5.14.1 测试目的验证天线接收极化隔离度满足工作要求。天线交叉极化隔离度测试通常有两种方法，即天线方向图法和等值线法。极化转换可以根据发射站、接收站极化转换的难易程度在发射站或接收站进行。如果接收站进行极化转换，同极化和交叉极化测试通道通过不同的转发器，因转发器增益和中心频率不同，必须对交叉极化的测试结果进行必要的核准和修正。如果在发射站即被测站转换极化，由于同极化和交叉极化测试通道通过同样的转发器，因此不需要进行以上的核准和修正。在这种情况下，同极化信道的交叉极化隔离度是通过测试交叉极化信道的交叉极化鉴别率来等效的。等值线法是较准确地测量天线交叉极化隔离度一种方法。由于天线交

41、叉极化隔离度在天线波束中心较小的范围内变化比较明显，因此有必要在其跟踪波束内进行比较准确的测量。这一点对于大口径天线尤其重要。5.14.2 测试仪器信号源、频谱仪5.14.3 测试步骤交叉极化隔离度测量步骤如下：（1）被测站利用卫星信标对准卫星。（2）被测站按照测试计划规定的频率、发射一交叉极化未调载波。在中心站的指导下，缓慢增加发射功率，直到中心站检测接收信号的C/N满足极化规定的测量动态范围，中心站记录此时的C/N值。频谱分析仪设置SPAN=50kHz，中心频率 = 测试下行频率，RBW=1KHz，VBW=100Hz，Sweep Time = AUTO。（3）中心站在交叉极化端口测量并记录

42、接收电平。（4）不改变测试频率和频谱仪设置，发射站进行极化转换，中心站仍在交叉极化端口测量并记录接收电平。计算步骤（3）与（4）的差值。（5）按照测试计划规定的转动步长和转动方向，在中心站的指导下，被测站在俯仰和方位方向上转动天线，重复步骤（3）与（4）。（6）测量结果记录如下：位置号方位偏移俯仰偏移隔离度No(度）（度）（dB)1002+ss03+ss+ss40+ss5-ss+ss6-ss07-ss-ss80-ss9+ss-ss步进长度SS：(0.5dB-增益-损耗角）/2=4.286/2FD，其中，F为工作频率，单位GHz；D为天线直径，单位米。5.15 伺服跟踪性能的测量5.15.1 测

43、试系统组成框图 图5-12 单脉冲跟踪特性测量设备配置图5-13指向精度测量设备配置5.15.2 步进跟踪方式一般采用卫星信标信号进行跟踪，如果卫星无信标信号，应选用信噪比高、波动小的通信信号进行跟踪。1）测量条件测量步进跟踪精度，应具备如下条件：a 环境条件应处于天线保精度工作所规定的条件；b 步距应小于1/20，积分时间应取卫星自旋周期的整数倍和选择合适的中频带宽；c 角度指示器的精度应高于跟踪精度的两倍以上。2） 测量方法 a 将伺服工作方式置于“手控速度”，转动天线使波束轴线（电轴）对准卫星； b 将伺服工作方式转到“自动跟踪”，由角度指示器同时读出方位和俯仰的每次步进的角度数值X和X

44、。连续记录n对（n）数据。3） 结果表示 测量结果以如下方式表示： a 分别以方位和俯仰所测数据作图，从图中求得波束最大点的位置X和Y； b 求方位和俯仰的方均根误差= = c 总的跟踪精度= d 跟踪精度以“度”表示。5.15.3 单脉冲跟踪方式1） 测量条件 测量单脉冲跟踪精度，应具备如下条件： a 环境条件应处于天线保精度工作所规定的条件； b 根据热噪声和风力矩的大小，选择合适的中频带宽； c 跟踪接收机输出需经滤波器（等效于伺服回路的带宽）才可接到电压表。2 ）测量方法 测量设备配置如图5-12所示。测量步骤如下： a 将伺服工作方式置于“自动跟踪”，使天线波束轴（电轴）对准卫星，此

45、时电压表上的读数很小； b 将伺服工作方式转到“手控速度”，让方位（正转和反转）或俯仰（向上和向下）偏离卫星一个适当的角度（如1/2），记录天线偏离角度和对应的误差电压； c 重复步骤a； d 每隔5秒钟，同时记录一次方位和俯仰的误差电压值，共记录10分钟，得到n（n）对误差电压的数据。5.15.4 结果表示 测量结果以如下方法表示： a 将所测的偏离角度与对应的误差电压数据作图，图中经交叉点的直线斜率，就是所测的方位或俯仰的跟踪误差电压灵敏度K（单位为伏/度）； b 跟踪精度计算。所测的瞬时误差电压属随机误差，设每次测得的数值X则：AZ（EL）的固定偏差a= (6-8)AZ（EL）的标准偏差

46、= AZ轴的方均根误差= EL轴的方均根误差= 这些数据中不含馈源零点漂移，如果方位和俯仰的零点漂移分别为S和S时，则总的跟踪精度为：= c 跟踪精度以“度”表示。5.15.5 指向精度只要知道卫星的实时位置，就可很方便地测出天线的指向精度。在一般情况下，我们不知 道卫星的轨道参数，所以用瞄准塔进行测量。1）测量条件测量指向精度,应具备如下条件：a 环境条件应处于天线保精度工作所规定的条件；b 光学经纬仪的精度应高于指向精度一个量级；c 在瞄准塔内放置天线测量所用的发射设备；d 瞄准塔和角度显示器的定北应用同一目标。2）测量方法按图5-13接入毫伏表，测量步骤如下：a 利用光学经纬仪测定瞄准塔

47、(发射信号源)的方位角和俯仰角； b 将伺服工作方式置于“手控速度”转动天线使波束轴线电轴对准瞄准塔，使接收信号电平最大。记录角度显示器上此时的方位角和俯仰角；c 重复步骤b，记录一组（n角度数据。3）结果表示测量结果以如下方法表示：a 方位方均根误差= （6-13）b 俯仰方均根误差= （6-14）c 总的指向精度= （6-15）d 结果以“度”表示。 5.15.6 角度指示精度1） 测量条件测量角度指示精度,应具备如下条件：a.环境条件应处于天线保精度工作所规定的条件；b.光学经纬仪的精度应高于角度显示器的精度五倍以上；c光学经纬仪应放在天线装架的方位(俯仰)轴上；d.在大范围内测量时每隔

48、10测一个数值,在小范围内测量时，每隔0.5测量一个数值。 2）测量方法角度指示精度测量步骤如下： a将伺服工作方式置于“手按速度”，驱动天线到测量的起始位置，经纬仪对准固定目标，记录角度显示器的方位(俯仰)起始角度，经纬仪的方位俯仰角度 ；b 转动天线至某一角度,在角度显示器上读出方位(俯仰)的角度。经纬仪重新对准原 固定目标，读出方位(俯仰)的角度；c重复步骤b,得到一组(n个)角度数据；d 方位(俯仰)朝相反方向再测一遍。3 ）结果表示测量结果以如下方法表示：a 角度显示器上读到的天线每次转动的角度=-；经纬仪上读到的天线每次转动的实际角度=- 。以(之差作纵坐标，天线的转动角度为横坐标作图。正反转的差值不一定重合。b角度显示器的方均根误差为：= （6.1-15）c结果以“度”表示。5.15.7 角速度和角加速度 1）测量条件环境条件应处于天线保精度作所规定的条件。2）测量方法角速度和角加速度测量步骤如下：a 将测速反馈电压接到记录仪，记录天线的速度响应；b 将伺服工作方式置于“手控速度”，在速度环输入端加额定电压,使电机可达到额定转 速；c 在加额定电压的同时按下秒表，记录天线转动前的角度，以及时间达1分钟时的天 线角度。3) 结果表示:测量结果以如下方法表示：a 天线的最大速度：=