[发明专利]一种卫星无线电测定业务通道零值的标定系统有效

专利信息
申请号: 201210171147.8 申请日: 2012-05-25
公开(公告)号: CN102694610A 公开(公告)日: 2012-09-26
发明(设计)人: 崔小准;米红;钟兆丰;顾亚楠;赵毅 申请(专利权)人: 北京空间飞行器总体设计部
主分类号: H04B17/00 分类号: H04B17/00;H04B7/185;H04B1/7073
代理公司: 中国航天科技专利中心 11009 代理人: 安丽
地址: 100094 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 卫星 无线电 测定 业务 通道 标定 系统
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种用于卫星无线电测定业务通道的零值标定的系统。

背景技术

卫星导航系统可发送高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时信息,是当今国民经济和国防建设不可或缺的重要空间基础设施。为了建立独立自主的中国卫星导航系统,避免受制于人的局面,我国正在加速进行卫星导航系统研制建设。从2000年开始,我国已经完成了第一代北斗导航定位系统建立,该系统采用RDSS(Radio Determination Satellite Service卫星无线电测定业务)工作模式,并在众多领域得到了应用。此外,授时系统中常常采用卫星透明转发器进行监测站和授时中心站之间的时间传递和校准,卫星的通道设备时延是整个链路传递的一个组成部分,在授时系统投入使用中必须进行通道零值标定。通道的零值标定精度将直接影响RDSS业务用户的测距精度和时间传递精度。

目前,对于频率变换通道零值标定的系统,主要两类:

(1)基于矢量网络分析仪的零值标定系统。采用矢量混频器校准技术,该技术为安捷伦公司(Agilent)发明,它采用校准混频器对基于矢量网络分析仪的测试系统进行校准。这种方法需要转发器自身提供本振信号,而且需要与待测转发器输入/输出对应频率变换关系的高精密时延校准变频器。

(2)基于载波调制的的零值标定系统。适应于转发器无法给测试和时延标定系统提供本振信号的情况。当调制信号频率远小于载波频率,即可以满足窄带假设时,包络时延就可以近似表示群时延。调制法是通过由一个较低频率正弦波基带信号对射频载波调幅(AM)、调频(FM)或调相(PM)实现的。转发器输入射频在一段频率上进行扫频,转发器输出信号被解调,将解调信号的相位和原来的基带信号的相位比较,从而得到通道各频率点的时延。该方法所得到的时延为传输通带内各频率点的绝对时延,不能准确反映RDSS通道传输特定RDSS业务扩频信号的通道零值。

文献《基于扩频信号的群时延测量方法研究》(《现代电子技术》2010年第1期总地312期pp8~11,作者:沙海、朱祥维、张国柱、孙广富)提出一个采用扩频信号相关的群时延测试方法,但是该方法要求被测件的输入输出必须同频,而无线电测定业务通道的输入和输出频点不同,因此该方法不能用于无线电测定业务通道零值标定。

发明内容

本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供了一种标定精度高、能准确反映传输特定扩频码率RDSS业务扩频信号的通道零值标定系统。

本发明的技术解决方案是:一种卫星无线电测定业务通道零值的标定系统,包括扩频信号源、微波信号源、变频器、功率分配器、双通道数字示波器、第一衰减器、第二衰减器、控制和处理计算机、以及矢量网络分析仪,其中:

扩频信号源:产生一个中频载波调制的扩频信号,扩频信号调制方式和扩频码速率与卫星无线电测定业务通道传输信号的体制一致;

微波信号源和变频器:将扩频信号源产生的中频载波调制扩频信号进行频率变换,变换后的信号中心频率与卫星无线电测定业务通道输入信号对应的中心频率一致;

功率分配器:将变频器的输出信号功分成两路,一路输入到双通道数字示波器的第一输入通道,另一路送入第一衰减器;

第一衰减器:对传来的信号进行衰减后送入卫星无线电测定业务通道的输入端;

第二衰减器:对卫星无线电测定业务通道的输出信号进行衰减后送入双通道数字示波器的第二输入通道;

双通道数字示波器:对两个输入通道的信号进行同步采样,同步采样时单次采样持续时间长度等于一个卫星无线电测定业务信号的伪随机码周期;

控制和处理计算机:包括通道数据正交化模块、载波旋转模块、循环自相关处理模块和零值计算模块,

通道数据正交化模块:对双通道数字示波器输出的两路采样数据,分别从相同位置截取相同数目的样本点,并对样本点分别进行希尔伯特变换形成两个复数数据组;样本点从截取位置开始利用正整数顺序编号;

载波旋转模块:将通道数据正交化模块得到的两个复数数据组中的一个作为参考数组,另一个作为处理数组,通过载波旋转器,以参考频率与处理频率的频率差fc为中心,步进量为ft,在±Δf范围内生成扫频点对处理数组进行载波旋转,其中步进量ft取不大于500Hz的固定值,Δf取不大于5kHz的固定值;参考频率为参考数组的中心频率,处理频率为处理数组的中心频率;

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