[发明专利]中继器设计和验证工具

说明书

技术领域

本公开主要涉及通信系统并且，更具体地，涉及设计和验证中继器配置的系统和方法。

背景技术

在通信系统中，中继器如卫星可以接收地球站(ES)的信号并转发该信号以便由另一个地球站接收。最初，信号从地球站以一定量的信号功率传输。在信号经由上行链路(U/L)从地球站到中继器的初始传输过程中，并且由于中继器处理该信号，再将其经由下行链路 (D/L)转发至接收地球站，所以消耗了一部分信号功率。此外，可以通过中继器包括的一个或多个放大器给信号添加功率。

理想地，信号以足够的功率被接收地面站接收，以便信号具有期望的信号质量。另外，一般期望最小化中继器耗费的功率量，比如经由下行链路传输之前，放大信号功率所耗费的功率。同样地，一般期望最小化中继器处理信号过程中发生在信号功率中的损耗。

在中继器系统的设计和开发中，开发人员可整合多种不同的中继器部件，这些部件包括而不限于：滤波器、多路器、放大器和其他部件。由于中继器处理信号，所以影响信号功率的增益和损耗，每种部件都具有与之相关联的损耗和增益。另外，具有相同配置并由相同制造商制造的部件可能具有不同的性能特性，如不同的增益、损耗和噪声值。

在这方面，由于中继器部件单个增益或损耗的累积效应，具有同等部件同等配置的中继器系统可能展现不同的性能特性。中继器部件的累积效应可以引起某些中继器达不到建立的操作规范，并要求对该物理模型部件进行代价高昂和耗时的替换，随后还有中继器的重新测试。该方案在反复处理中重复进行，直至中继器包括的部件允许中继器在规范内操作。

可见，本领域存在的需要是用于设计和开发中继器系统的系统和方法，该系统和方法应允许分析具有多种不同部件的中继器性能，而无需测试该中继器的物理模型。

发明内容

本公开物讨论并缓解了上述与中继器系统设计和开发相关联的需求，在其实施例中，提供了评估中继器通路的方法，包括识别发射地球站与接收地球站的参数以及识别部件性能参数的步骤，部件性能参数包括中继器通路中至少一个中继器部件的增益、损耗和噪声系数中的至少一个。该方法可进一步包括根据发射与接收地球站参数以及至少一个中继器部件的增益、损耗和噪声系数中的至少一个的部件性能参数，预测中继器通路的中继器性能。该方法可额外地包括传递部件性能参数、发射和接收地球站的参数以及预测的中继器性能，所述的部件性能参数包括中继器部件的增益、损耗和噪声系数中的至少一个。该方法可进一步包括调节部件性能参数的增益、损耗和噪声系数中的至少一个以将预测中继器性能控制在期望的中继器性能的预定范围内。

在另一个实施例中，公开的是确定弯管式中继器通路性能的方法，包括提供具有输入端和输出端的中继器通路物理模型的步骤以及预测步骤，该预测步骤根据发射地球站、接收地球站的参数，以及多个中继器部件中至少一个部件的增益、损耗和噪声系数中的至少一个的部件性能参数，预测中继器通路的中继器性能。该方法可以包括计算在相应的输入端和输出端并对应于预测的中继器性能的中继器输入功率水平和中继器输出功率水平。可以在输入端施加合成的测试RF信号。该测试RF信号可以具有基本等效于计算的中继器输入功率水平的幅值。该方法可以进一步包括使用耦合至输出端的下行链路功率计，测量响应于施加测试RF信号的中继器功率输出水平。该方法可以额外地包括基于测量的中继器输出功率水平与计算的中继器输出功率水平之间的差来确定实际中继器性能。

在进一步的实施例中，公开的是评估在轨航天器弯管式中继器通路的方法。该方法可以包括识别发射与接收地球站的参数以及中继器通路中包括的中继器部件的部件性能参数的步骤。该方法可以进一步包括接收在轨航天器的遥测数据，该遥测数据包括实际中继器性能，并识别与实际中继器性能关联的实际上行链路等效各向同性辐射功率 (EIRP)以及实际上行链路的大气损耗。可以将估计上行链路EIRP和估计上行链路大气损耗调节至基本等效于实际上行链路EIRP和实际上行链路大气损耗。该方法可以包括根据中继器部件性能参数、发射与接收地球站的性能参数、调节的估计上行链路EIRP和调节的估计上行链路大气损耗，预测中继器性能。该方法也可以包括计算预测中继器性能和实际中继器性能之间的差，然后调节中继器部件的部件性能参数，直至预测中继器性能和实际中继器性能之间的差在预定范围内。