[发明专利]一种基于载噪比估算天线增益的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是一种基于载噪比估算天线增益的系统和方法。

背景技术

衡量卫星信号质量的指标有载噪比(CNR或C/N)和信噪比(SNR或S/N)。在北斗接收机中，C/N是接收机输入端的载波功率与噪声功率之比，S/N是接收机输出端的信号功率与噪声功率之比。它们之间的关系为：

S/N＝C/N+G_P

该式中，G_P为处理增益。可见S/N不仅与输入信号的C/N有关，还与接收机内部处理信号的方法有关。由于C/N与带宽有关，因而通常将1Hz带宽上的载噪比C/N₀(dB·Hz)作为信号的质量指标，C/N₀与C/N的关系为：

C/N₀＝C/N+B_N

该式中，B_N为等效噪声带宽(dB·Hz)。若所接收的卫星信号未收到干扰，则C/N₀为：

C/N₀＝S_R+G_A-Lg(kT₀)-N_F-L

该式中，S_R为所接收到信号的功率(dBW)。S_R＝EIRP+FSL+AL,其中EIRP为等效各向同性辐射功率(dBW)，与信号发射功率S_T及发射天线的增益G_T有关；FSL为自由空间损耗(dB)；AL为大气损耗(dB)。G_A为卫星方向上接收机天线的增益(dBic)。10lg(kT₀)为热噪声密度(dB·Hz)，约等于-204(dBW·Hz)。k为玻尔兹曼常数。T₀为热噪声的参考温度，用绝对温度表示，其值为290°(K)。N_F为包括天线和电缆损耗在内的接收机噪声指数。L为实现损耗加上A/D损耗。

所以说影响C/N₀的因素分为三类：①影响相对固定或影响微小的因素，包括S_T、FSL与G_T之和以及AL；②影响呈现随机波动的因素，包括N_F和L；③影响变化范围较大且呈系统性的因素，主要是G_A。因此对于在地面上工作的北斗接收机来说，在没有干扰并排除随机波动因素的情况下，造成所接收不同入射方向信号的C/N₀有所差异的最主要因素是接收机天线的增益G_A。目前，现有的天线增益测试时存在需要较为严格的测试环境以及需要大量测试设备的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种测试方法简单，能让用户快速的测量出天线的实际增益，快速筛选出所生产天线是否指标要求的基于载噪比估算天线增益的系统和方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于载噪比估算天线增益的系统，用于估算待测天线的天线增益，其特征在于：包括标准天线、第一接收机、第二接收机、第一低噪声放大器、第二低噪声放大器和数据处理终端；该标准天线通过射频线缆与第一低噪声放大器输入端相连，该第一低噪声放大器的输出端通过射频线缆与第一接收机的输入端相连；该待检天线通过射频线缆与第二低噪声放大器输入端相连，该第二低噪声放大器的输出端通过射频线缆与第二接收机的输入端相连；该数据处理终端与该第一接收机和第二接收的输出端相连以根据两组信号估算待测天线的增益。

优选的，所述标准天线和所述待测天线为北斗天线或GPS天线或GLONASS天线。

优选的，所述标准天线为增益已知的无源天线。

优选的，所述第一低噪声放大器和所述第二低噪声放大器为增益已知的有源器件。

优选的，所述第一接收机和第二接收机为各个通道信号接收电平与载噪比关系已知的接收机。

优选的，所述第一接收机和第二接收机为通用型北斗接收机或通用型GPS接收机或GLONASS接收机。

一种基于载噪比估算天线增益的方法，其特征在于：上述的任一一种基于载噪比估算天线增益的系统实现，包括如下步骤

1)所述第一接收机和所述第二接收机分别接收导航信号，并分别通过PVT解算获取各个通道的载噪比信息；