[发明专利]一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统及方法

权利要求书

1.一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：包括信标频率源、信道模拟器、标校与监测设备、综合处理计算机和通道微波部件；

信标频率源用于产生捕跟信标中频RF信号，同时为系统内其他射频设备提供统一频率基准参考REF信号；

信道模拟器接收捕跟信标IF的两路信号，同时接收综合处理计算机送来的控制参数信息，在中频上完成和支路与差支路信号幅度、相位和频率三个相参特性施加信道模拟，实现对信标信号的高保真模拟；

综合处理计算机通过局域网完成对模拟系统的综合管控与处理，根据系统配置基础数据，计算处理产生信道模拟参数组，驱动信道模拟器；采集被测系统反馈转角度数据，形成被测系统与模拟系统的紧耦合闭环连接；结合反馈转角数据进行分析及处理，生成下一时刻信模拟器控制参数组并驱动执行，达到近实时动态特性模拟；

标校与监测设备产生标校信号，经输入耦合器进入模拟系统，在经输出耦合器接收回来，通过标校信号完成对模拟系统的初始状态标校；在系统工作过程中，接收信标模拟信号，对模拟信号质量进行监测；

通道微波部件将信标频率源的信标分路为和差信标，对信道模拟器的射频输入输出进行频率变化，通过耦合为标校与监测设备提供标校与监测信道。

2.根据权利要求1所述一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：所述信标频率源内置10MHz高稳晶振模块，通过锁相环锁倍放大高稳晶振输出信号产生信标RF信号；同时对高稳晶振10MHz分路，产生系统内部统一参考信号REF，系统内部达到高精度、高稳定同源。

3.根据权利要求1所述一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：所述的信标频率源产生的信标信号为单载波信号。

4.根据权利要求1所述一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：所述的信道模拟器接收捕跟信标IF的两路信号，同时接收综合处理计算机送来的控制参数信息，在中频上完成和支路与差支路信号幅度、相位和频率三个特性施加信道模拟，实现对信标信号的高保真模拟。

5.根据权利要求1所述一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：所述的综合处理计算机完成对模拟系统的动态实时控制，采集外部反馈的角度数据，进行当前时刻数据分析及处理，生成下一时刻信模拟器控制参数并下载，驱动信道模拟器的动态实时更新，实现模拟系统的综合管控与动态运行,形成被测系统与模拟系统的闭环连接。综合处理计算通过局域网LAN接口与其他设备进行通信，控制模拟系统内部各组成设备的工作状态及参数。

6.根据权利要求1所述一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：所述的综合处理计算机采用异步422串口与外部被测系统的地检设备通讯。

7.根据权利要求1所述一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：所述的标校与监测设备产生标校信号，经输入耦合器进入模拟系统，经输出耦合器接收回来，依靠标校信号完成对模拟系统的初始状态标校，获取零值参数；在系统工作过程中，接收信标模拟信号，对模拟信号幅度和频率射频特性进行实时监测。

8.根据权利要求1所述一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：所述的通道微波部件包括分路器、输入测试耦合器、频率变换设备和输入/出测试耦合器；分路器采用威尔金逊桥，将前级送来的捕跟信标中频IF信号等幅等相分配成两路，等效捕跟信标信号分路成信标和支路信号与信标差支路信号；输入测试耦合器用于将标校与监测设备的标校信号耦合输入进到分路器；频率变换设备将射频RF信标信号变换至中频IF输出给信道模拟器；将叠加信道特性后的两个支路信号由中频IF变换至射频RF发射。

输出测试耦合器将前级变至射频的支路信号分别耦合输出，闭环反馈给标校与监测设备。

9.根据权利要求1所述一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟系统，其特征在于：和差两路输出测试耦合器具备时延高一致性，输出段波导采用结构等长的波导组件。

10.一种基于信道模拟技术的中继捕跟外场试验模拟方法，其特征在于步骤如下：

1)模拟系统标定零值参数，使用标校与监测设备对模拟系统自身信道初始参数进行标校，获取模拟系统的零值参数；

2)模拟系统基础数据配置录入；将模拟系统基础数据及模拟信道动态参数配置至模拟系统的综合处理计算机中，基础数据包括系统零值参数及天线和差方向图曲线；模拟信道动态参数包括空间链路动态特性参数多普勒频率及信道幅值波动；

3)产生输出原始信标信号；信标频率源产生信标信号，通过分路形成和与差信标原始信号；

4)设置首点模拟角误差矢量信号初值；在指向坐标系下，角误差矢量信号通过目标偏离角θ和方位角φ表征，输入两个参数初始设置值，模拟系统综合处理器计算机生成和、差信道的相位参数，链接模拟时刻信道动态参数数据，形成模拟参数包，并设置信道模拟执行首点参数数据；

5)启动模拟并采集转动信息闭环反馈循环迭代更新；被测件接收到模拟的信标信号，驱动被测捕跟系统转动工作，星上工作转动的角度通过综合处理器计算机采集，并据此和首点参数初值形成下一模拟点的角误差矢量的目标偏离角θ和方位角φ；

6)重复步骤4)生成当前时刻信道模拟参数包，下载至信道模拟器并驱动执行，如此往复循环；

7)通过标校与监测设备实时接收模拟信号，对模拟信号射频频率和幅值特性进行实时监测；

8)模拟系统运行一段4-5小时，模拟业务允许中断前提下，对系统再进行一次零值标校，确认系统零值未出现较大波动。