[发明专利]用于卫星通信的地面相控阵天线多波束跟踪测试系统

权利要求书

1.一种用于卫星通信的地面相控阵天线多波束跟踪测试系统，其特征在于，包括：

地面摇摆台，设置于空旷平台，用于模拟安装在海陆空运动载体平台上的待测多波束相控阵天线对星时的不同姿态信息；

待测多波束相控阵天线和组合惯导系统安装于所述地面摇摆台上；

无人机收发模拟卫星系统，包括信号收发飞行系统和卫星模拟载荷，利用无人机搭载卫星模拟载荷，模拟多颗卫星的运动轨迹，并通过天地一体化控制系统与待测多波束相控阵天线的不同波束分别建立上下行无线信号链路；

信号监测系统，用于接收待测多波束相控阵天线不同波束对应的射频或中频输出，监测对应运动情况下不同时刻的C/N₀；

数据记录系统，用于记录和存储C/N₀监测数据；

信号发生系统，用于产生待测多波束相控阵天线不同波束对应的射频或中频信号；

数据处理系统，用于波束跟踪、天线阵智能干扰感知及多维抗干扰；

天地一体化控制系统，用于控制相控阵天线多波束跟踪测试系统，并提供人机交互界面；

时统子系统，用于提供数据记录时刻的时标；

供电系统，用于对跟踪测试系统整体进行供电；

所述天地一体化控制系统通过遥测控制无线链路与所述的信号收发飞行系统建立链接，用于控制无人机的运动轨迹和所述无人机信号收发飞行系统收发功能启动与关闭，所述天地一体化控制系统至少包括信号收发飞行系统控制模块、地面摇摆台控制模块、信号监测系统控制模块、数据记录系统控制模块、数据处理系统控制模块、信号发生系统控制模块；

所述卫星模拟载荷的信号源发射单元为单载波信号，用于提供下行信号源，模拟卫星下行信号频率和强度；

单载波信号的频率和强度由天地一体化控制系统通过遥测控制无线链路上行将测控信息传输给卫星模拟载荷的测控单元，再传输给信号源发射单元进行控制；

所述卫星模拟载荷的信号接收单元用于接收待测多波束相控阵天线发射的上行信号，并将信号数字化提取C/N₀值，输出给测控单元，通过遥测控制无线链路进行下传；

所述信号发生系统用于产生待测多波束相控阵天线不同波束对应的上行信号，信号传送至多个模拟卫星后，可用于比较不同通信链路信道环境及干扰态势；

数据处理系统用于波束跟踪、智能干扰感知及多维抗干扰处理，通过分析信道数据特征，控制天线波束朝着误差减小的方向进行波束跟踪，并根据干扰态势采取相应的抗干扰介入。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号收发飞行系统至少包括2架无人机平台，每架无人机上对应安放卫星模拟载荷，所述的卫星模拟载荷包括信号源发射单元、信号接收单元、时统单元、控制单元、供电单元、测控单元、组合惯导，信号收发飞行系统和卫星模拟载荷共同组成无人机收发模拟卫星系统；

所述时统单元为信号源发射单元、信号接收单元、控制单元、测控单元提供基准频率和时间信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待测多波束相控阵天线至少具有两个波束，与所述无人机收发模拟卫星系统建立下行无线链路、上行无线链路或同时上下行无线链路；

所述组合惯导系统实时向待测多波束相控阵天线提供姿态和位置信息，用于辅助待测多波束相控阵天线进行闭环跟踪。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号收发飞行系统控制模块用于规划和控制无人机飞行轨迹，模拟通信卫星空间分布拓扑构型，控制模拟通信卫星接收和发射信号；

所述地面摇摆台控制模块用于规划和控制摇摆台偏航、横滚和俯仰姿态的变化，模拟正弦波、余弦波形式的运动轨迹。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无人机发射EIRP采用以下公式进行计算并设置，

EIRP_uav=EIRP_sat- L_sat+ L_uav，

其中，EIRP_sat为被模拟在轨卫星的发射EIRP，L_sat为被模拟在轨卫星到待测多波束相控阵天线之间的空间衰减，L_uav为无人机与待测多波束相控阵天线之间的空间衰减。