便携式卫星地球站测试系统研究

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　　摘要：较为优化的便携式卫星地球站测试系统可以快速精确的获取数据和信息，同时也可以实现远程监控。本文主要针对便携式卫星地球站系统的总体设计以及便携式卫星地球站的测试系统两个方面的内容进行了详细地探讨和分析。
　　关键词：便携式卫星;地球站;测试系统
　　如果发生一些较为重大的自然灾害或者事故，那么电力设备以及通信系统就有可能会受到严重的损坏而不能继续工作，在这种情况下，卫星通信可以快速恢复运行并且立即投入到工作中，因此在应急通信工作中，卫星通信有着非常广泛的应用。
　　1便携式卫星地球站系统的总体设计介绍
　　1.1便携式卫星地球站的设计原则
　　根据地球站携带的便捷性大小将其分为便携式站和固定站，便携式卫星地球站的尺寸较小，重量较轻，在携带时具有较大的便捷性。随着人们生活水平的提升，卫星便携天线的应用越来越广泛，且其具有的实用性以及方便性也面临着越来越高的要求，其功能也在不断地朝着多样化的方向发展。对便携式卫星地球站进行设计时，需要遵循以下几个原则：第一，卫星地球站要具备完备的功能，其中包括多样化的控制方式以及较强的适应性。第二，卫星地球站的操作不能太过复杂，要易于维护。天线的每一个分系统中都要具备故障自主诊断的功能以及软件自动升级的功能，同时，天线还应该具备一键对星的全自动功能。第三，卫星地球站应该具备通用性和模块化的特点。对天线的控制系统进行设计时，必须要使其具备通用性和模块化的特点，这样才能为后期产品的发展奠定良好的基础。第四，卫星地球站应该具备可靠性和适应性的特点。一般情况下，卫星地球站对环境的适用性要达到军需品的级别，内部各个系统的性能同样也要达到军需品的要求。天线的运行环境温度最低要能达到零下40摄氏度，最高要能达到60摄氏度。
　　1.2便携式卫星地球站的组成系统介绍
　　便携式卫星地球站由五个不同的子系统构成，分别有：第一，天馈分系统，该系统主要是由天线和馈源组成的。天馈分系统的功能是完成微波信号到电信号的转换。第二，伺服控制分系统，控制器和状态传感器是组成该系统的主要部分，天线在进行寻星工作时，测量不同种类数据的传感器会将数据和信息快速传输到控制器的系统中，控制器完成了对这些数据的处理和分析之后，就会生成发挥驱动作用的控制信息，这样地球站可以正常的运行和工作。在这个过程中，发挥作用的传感器主要有GPS定位传感器、倾斜仪传感器以及极化角度传感器等。第三，收发分系统。收发分系统的主要功能是天线信号的接收和发送，信号接收工作是由接收系统来完成的，信号发射工作则是由发射系统来完成的。对信号进行接收和发送的过程中，收发分系统都需要对天线信号进行一定的转换，要么将高频率信号转化成为低频率的信号，要么将低频率的信号转化为高频率的信号。第四，业务分系统。业务分系统的主要功能是处理信息并将处理信息的结果发送到卫星地球站的每一个终端处，也就是说，业务分系统在伺服控制分系统与卫星地球站的终端设备之间起着桥梁的作用。第五，监控分系统。监控分系统发挥的主要作用就是对其他各个系统的运行情况进行实时地监控，确保整个卫星地球站能够正常的工作。如果监控系统发现某个设备出现问题，该系统可以快速地对设备故障原因进行检测和分析，与此同时，还能给出解决问题的方法。
　　2便携式卫星地球站的测试系统
　　2.1便携式卫星地球站的测试方法
　　针对便携式卫星地球站天线的测试方法有信标塔测试法和卫星信标测试法。信标是卫星向外发出的一种较为特殊的信号，利用信标，天线可以较为准确地对目标卫星进行搜索和跟踪。不同的地球轨道卫星都有着属于自己的唯一的信标，从卫星发射到太空中开始绕地球运转的时候，信标就开始发挥作用，一直到卫星完成自己的使命，信标也就不再继续工作了。利用信标塔测试法对天线进行测试时，要将信号源放置在较高的塔楼上，由于被测天线会向外辐射信号，因此可以利用相关的仪器设备对信号源的信标进行接收，并利用频谱分析仪对其进行分析，这样工作人员就可以利用分析结果得到的数据对天线系统中的各个参数进行准确地计算。一般情况下，信标塔测试法适用于一些口径不大的便携式卫星地球站天线。如果利用卫星信标测试法对天线进行测试，就要将信标塔测试法中位于高层塔楼上的信号源更换为卫星信标。卫星信标测试法的测试原理与测试方法与信标塔测试法基本上相同，但是卫星信标测试法一般适用于口径较大的便携式卫星地球站天线。
　　2.2便携式卫星地球站测试系统的方案设计
　　本次研究的便携式卫星地球站测试系统主要涉及到以下设备：待测天线、频谱分析仪、两台可以远程操作的无线路由器、两台计算机以及控制转台等，本系统在对卫星地球站的天线进行测试的过程中实现了上位机电路与下位机电路的合并，两台计算机之间信息的传输是通过无线路由器来实现的，这样测试现场就不会出现数量过多的线缆，那么整个测试工作的安全性就可以在一定程度上得到保证，同时还可以在很大程度上节省测试工作的资金成本。该测试系统所采用的接口型号都是统一的，TCP/IP的传输控制协议是统一的通信方式，为了进一步提升信息传输工作的便捷性，天线控制器上也安装了TCP的控制卡。天线接收到信号之后，会对信息进行处理，信号发生器和频谱分析仪将经过处理之后的信息传输到计算机中。具体的测试步骤为：第一步，根据模型对相关的设备和仪器进行连接，并对参数进行设置，第二步，天线接收到信号以后，功分器会将信号分为不同的两路，一路的传输终点是信标接收机，而另一路的传输终点是频谱分析仪。第三步，对星过程完成之后，就要对天线的接收方向图进行测试，完成这些测试之后，最后一步就是对数据和信息进行整理和分析，同时还要对一些参数以及单位进行标明。
　　3小结
　　便携式卫星地球站具有易于携带的特点，对其进行设计时，需要遵循一定的原则，确保地球站能够高质量高效率地工作。同时，对便携式卫星地球站测试系统的方案进行设计时，要根据实际情况選择最为合适的测试方法，这样才能保证测试结果的准确性。
　　参考文献
　　[1]李洋. 便携式卫星地球站大数据采集系统的研究与设计[D].南京邮电大学，2017.
　　[2]夏雪婷. 便携式卫星地球站远程服务系统设计[D].南京邮电大学，2017.
　　[3]潘玲云. 便携式卫星地球站测试系统的设计与实现[D].南京邮电大学，2017.
　　（作者单位：91917部队）
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