[发明专利]卫星通信子系统在轨验证系统和方法

说明书

本发明涉及卫星系统，更具体地说，涉及提供用于验证卫星通信子系统的在轨性能和操作的新颖系统和方法。与传统有效载荷IOT(在轨测试)对比，本发明通过使用隔离的内部生成的热噪声生成硬件特定签名而在没有上行链路信号的情况下进行操作。已经发现，该噪声提供非常稳定的、可重复的用于测试的信号。在发射之前，执行转发器命令序列，以基于内部生成的噪声而生成硬件特定签名。然后在轨执行相同转发器命令序列，以确定硬件特定签名是否已经改变。可以使用简单工具(例如谱分析器)记录并且比较两个签名。所述方法还包括太阳作为测试信号源的新颖用法，用于在测量期间校准装备，量化大气影响，并且用作中间基准功率等级。

技术领域

本发明涉及卫星系统，更具体地说，涉及提供用于证实卫星通信子系统的在轨性能、功能和操作的新颖系统和方法。

背景技术

在新发射的卫星已经到达其可操作轨道高度之后，必须执行一系列综合测试，以确认通信子系统的所有组件已经战胜发射的艰险，而且初始在轨性能满足设计规范。这些测试的制度通常称为有效载荷在轨测试或简称为有效载荷IOT。终生有效载荷IOT的传统开始包括一系列专用并且特定的RF测量。在成功完成有效载荷IOT活动(其包括：详细人工比较所测量的RF参数与发射前预测，以确保性能得以满足)之后，卫星得以从制造商接受，并且准备投入商业服务中。取决于通信有效载荷设计的复杂度和IOT系统能力，有效载荷IOT可能典型地需要很多星期来完成。一旦投入商业服务中，若要保证进一步的在轨性能估计，可以按需重复有效载荷IOT测量。

在不存在精细的基于地面的测试系统以及技术专家团队以监督它们的操作并且评阅所有所测量的数据的情况下，对日益复杂的有效载荷的传统有效载荷IOT是不实际的。这些系统包括计算机控制的RF测试装备的台架，其与(一般在多个地理区域中的)专业化校准的地面天线进行接口，以生成条件式(RF)信号。这些信号提供用于精确地测量用于在技术方面评估有效载荷子系统性能的RF参数的能力。图1A-图1C呈现用于有效载荷IOT地面站发送(上行链路)和接收(下行链路)链的典型硬件配置和RF装备台架的框图。除了地面天线和发送/接收装备之外，该测试系统典型地还需要用于生成已知上行链路信号的发送链上的RF信号合成器、功率计、信号分析器、移相器、相位组合器和控制器的复杂布置以及接收链上的互补分析组件的相似地复杂布置。虽然RF测试装备、软件自动化和网络接口连接已经发展，但RF测量技术已经保持相对不变达几十年。因此，如今，标准过程是：每当需要确保卫星通信子系统在轨性能满足规范时，就执行综合性的高度特定的测量集合，以独立地测量关键RF性能参数。

归因于传统RF测量方法仍被担保以高效地证实复杂的多用卫星通信有效载荷的在轨性能的延续信念，产业中如今使用中的有效载荷IOT处理已经变得日益复杂。无论有效载荷IOT系统能力方面的其它增强如何，在继续使用传统RF测量技术的情况下，关于减少用于规划并且进行有效载荷IOT活动的时间、努力和人力都鲜有收益。因此，逐年地，在满足一般关键的公司商业目标所需的可接受时限内规划、协调、进行并且完成有效载荷IOT活动的技术结果评阅已经变得越来越难。

与卫星有关的组件和资源是非常昂贵的。因为传统有效载荷IOT所需的时间和资源，所以需要改进的系统和方法，以用于证实卫星的通信子系统的在轨操作和性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种缓解上述问题的具有新颖方法的改进的、简化的系统，以用于证实卫星的通信子系统的在轨操作和性能。