[发明专利]一种星座通信模式下标定天线增益和时延的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星座通信模式下标定天线增益和时延的方法，属于编队飞行器技术领域。

背景技术

飞行编队星座模式是一种新型的空间组网模式，采用星间链路来进行卫星间的通信，不仅有利于提高星座运作性能、扩大星座探测覆盖空域范围，而且还有利于缩小地面支持系统的规模，大大简化了地面系统的测控以及数传管理。

现有的星座通信模式，正在研制的比较多，而成功在轨飞行的经验较少。因此，对于空间无线星座组网模式，我们需要在地面进行无线状态下的充分验证，而验证无线下的状态，就需要对天线的参数进行标定。

在空间通信系统中，天线用作发射电磁波和接收电磁波信号，发射时，发射机的输出功率通过天线对空间辐射；接收时，将空间的电磁波能量通过天线转换成射频能量传送给接收机，对于空间系统而言，而接收机的灵敏度是一个重要的指标参数，这里发射机的信号能量已知，空间辐射也可计算，因此天线增益的准确性是保证接收机灵敏度的前提。

在星座测量系统中，是通过测量时延来进行测距的，因此系统时延零值是保证测距是否正确的前提，而天线的时延是系统的重要组成部分，因此天线时延的标定准确度也是非常重要的，天线的时延的准备度直接影响系统测距精度。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种星座通信模式下标定天线增益和时延的方法。

本发明的技术方案为：

一种星座通信模式下标定天线增益和时延的方法，依托于第一卫星、第二卫星、地面天线和矢量网络分析仪实现，步骤如下：

(1)将地面上两个相同天线的相位中心对齐，两天线的相位中心之间的距离为d₀；

(2)将矢量网络分析仪的两端和两个地面天线的射频口进行闭环连接，可以通过矢量网络分析仪测量得到该闭环链路的总增益G_a和总时延T_a；

(3)通过公式G_f0＝92.45+20lgd₀+20lg f₀和T_f0＝d₀/c计算自由空间的传输损耗G_f0和自由空间的电磁波传播时延T_f0，f₀为电磁波频率，c为光速；

(4)通过公式G₀＝(G_a-G_f0)/2和T₀＝(T_a-T_f0)/2计算地面天线的增益G₀和时延T₀；

(5)将第一卫星上的天线、地面天线中的一个和矢量网络分析仪进行闭环连接，则可以通过矢量网络分析仪测量得到该闭环链路的总增益G_b和总时延T_b；

通过公式G₁＝G_b-G₀-G_f0和T₁＝T_b-T₀-T_f0计算所述第一卫星上的天线的增益G₁和时延T₁；

将第二卫星上的天线、地面天线中的一个和矢量网络分析仪进行闭环连接，则可以通过矢量网络分析仪测量得到该闭环链路的总增益G_c和总时延T_c；

通过公式G₂＝G_c-G₀-G_f0和T₂＝T_c-T₀-T_f0计算所述第二卫星上的天线的增益G₂和时延T₂；

(6)将可调衰减器的两端分别通过电缆与矢量网络分析仪的两端进行闭环连接，则通过矢量网络分析仪可测量得到该闭环链路的衰减G₁₀和时延T₁₀